科技与创新┃ScienceandTechnology&Innovation·64·2023年第03期文章编号：2095-6835（2023）03-0064-05某飞机外挂吊舱结构刚度、强度及振动特性分析刘祎萍（中国飞行试验研究院，陕西西安710089）摘要：针对某飞机外挂吊舱结构，利用有限元方法进行全尺寸建模和静强度分析，给出该吊舱及相关结构的应力分布，并对各零部件进行强度校核；同时基于静力学模型，对舱体结构进行质量建模，对吊舱结构的振动特性进行分析。计算结果表明，该外挂吊舱结构传力路线清晰，各结构件强度、刚度满足要求，振动特性良好。关键词：吊舱；有限元；强度分析；振动分析中图分类号：V223文献标志码：ADOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2023.03.019为了对航空设备的最终性能进行评估，需要对设备进行飞行试验。在试飞评估中必须将被试航空设备装载到飞机的特定位置，以满足被试设备的实验要求。通常除了在飞机外挂吊舱加载被试设备外，最典型的加载方式就是对载机进行改装，将设备布置到飞机理论外形之内，以避免外挂物影响载机气动的外形，从而导致飞行性能降低，以此保证被试设备的特殊测试要求，在试飞科目中完成对航空设备的最终性能评估。本文以某飞机外挂吊舱加载被试设备为研究对象，利用三维设计软件CATIA对外挂吊舱进行几何建模；运用有限元素法建立结构的有限元模型并进行典型工况的静强度分析，获得结构的应力分布及变形结果，并对各零部件进行强度校核以验证改装过渡段强度满足设计要求；采用Lanczos模态分析法[1]获得结构的振动特性，依据仿真分析结果给出外挂吊舱的设计建议。1有限元建模1.1结构简介吊舱结构主要由2个吊挂点、吊舱前段结构、上部结构、下部结构、前后整流罩、口盖及设备安装架等结构组成，如图1所示。吊舱装配形式为上部结构与下部结构对接，对接后与吊舱前段结构进行连接，前、后整流罩通过型材与吊舱前后端框连接。吊舱结构通过前、后吊耳与飞机挂架连接。图1吊舱结构示意图改装机加件材料采用7050-T7451，接头选用30CrMnSiA，前后整流罩选用复合材料。吊舱结构涉及到的金属材料性能数据如表1所示，复合材料性能如表2所示。表1吊舱金属材料性能数据序号牌号杨氏模量E/MPa泊松比μ拉伸强度σb/MPa17050690000.33490230CrMnSiA1960000.301080表2吊舱复合材料性能数据序号牌号纵向杨氏模量E11/MPa横向杨氏模量E22/MPa剪切模量G12/MPa泊松比μ失效判据1碳纤维532005160033500.087［ε］拉伸=5250×10-6［ε］压缩=﹣4050×10-6［ε］剪切=7950...
