为解决复合材料蒙皮结构常因剧烈铺层变化给飞机自然网格有限元建模带来的困难,从层合板基础理论出发,通过单向拉压和剪切刚度等效,推导出从理论上将阶梯状蒙皮简化为一个各向异性单元的方法。此外,通过有限元建模实例计算分析,证明该等效方法能够较好地模拟复合材料蒙皮面内拉压和剪切变形响应,可广泛应用于复合材料结构建模分析。

复合材料结构的在使用过程中的各类损伤都影响飞机的飞行安全和运用成本,而成熟有效的复合材料结构损伤修理技术可以很好地解决这个问题。民用飞机复合材料机翼和尾翼的主翼盒作为主承力结构,主翼盒的蒙皮构型一般为层压板加筋结构。对于层压板加筋结构蒙皮的损伤,常用的修理方法包括机械连接修理和胶接修理。其中机械连接修理是外场修理时常用且简单的修理方法。文中通过对结构损伤的检查与评估、损伤去除、修理件制备、修理方案、静强度分析原则和试验规划等方面,介绍民用飞机机翼主盒蒙皮损伤机械连接的外补修理方法的设计、分析和验证过程中的原则。

飞机变弯度机翼通过机翼前后缘变弯度机构和/或柔性结构变形驱动,根据飞行状态实时连续光滑调节机翼弯度,从而获得最优气动效率,进而实现飞机减阻、减重、降低燃油消耗等目的。随着新材料、新结构技术的发展,光滑连续变形结构已成为飞机未来发展方向。变弯度机翼涉及气动总体需求分析、轻质变形结构设计、柔性大变形可承载蒙皮、智能材料驱动器、分布式协同变形控制等关键技术,以关键技术为牵引进行变弯度技术研究,是未来变弯度机翼工程化应用的重要途径。

涡流检测是对金属多层结构内层腐蚀检测的首选方法。为解决检测在役飞机蒙皮多层结构夹层腐蚀问题采用了低频涡流检测方法。综合上层下底面和下层上表面腐蚀的信号幅度、相位分离度各方面因素选取了最佳频率制作了专用的涡流探头运用阻抗分析图中相位和幅度的变化有效区分了不同层的腐蚀缺陷。试验结果与理论分析相吻合成功地解决了飞机大修蒙皮夹层腐蚀检测问题。

蒙皮镜像顶撑铣削制造技术实现了飞机蒙皮的精确绿色制造,但其特殊的加工工艺对刀具轨迹提出了等步距、无交叉、无抬刀等特殊要求,在满足特殊的刀具轨迹条件下实现复杂蒙皮结构的快速编程是一个难题。为采用基于蒙皮特征的快速编程技术解决以上难题,重点对蒙皮特征加工定义、特征识别和刀轨生成技术进行研究。以具有典型特征的蒙皮工件对基于特征的蒙皮快速编程系统进行验证,结果表明,采用快速编程系统能实现蒙皮特征的自动识别和刀具轨迹的自动生成,提高了大型蒙皮工件的编程效率,并已在航空制造企业得到成功应用。