飞机机翼油箱晃振仿真与全尺寸试验验证.pdfVIP

第

39

卷第

4

期Vol.39

No.4工程力学

2022年4

月Apr.2022ENGINEERING

MECHANICS219

文章编号：1000-4750(2022)04-0219-11

飞机机翼油箱晃振仿真与全尺寸试验验证

123124

王东林，安

丽，胡

豪，马

松，李

明，陈良斌

(1.

中国民用航空沈阳航空器适航审定中心，沈阳

110043；2.

大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，大连

116024；

3.

江西洪都航空工业集团有限责任公司，南昌

330024；4.

中航通飞研究院有限公司，珠海

519040)

摘

要：飞机飞行过程中，机翼油箱受晃振激励易发生结构破坏，造成经济损失和人员伤亡，因此，飞机适航

审定有必要合理评估机翼油箱晃振响应。现行飞机适航审定基于全尺寸试验，经济代价高且费时；数值分析多

考虑规则油箱开展趋势影响研究，无法有效反映非规则油箱的晃振响应。该文以某全复合材料机翼油箱为研究

对象，基于VOF法和模态叠加法描述非规则油箱液体晃动和结构振动，考虑流固耦合和晃振解耦获取油箱壁

面应变信息，采用最大应变准则进行机翼油箱复合材料壁面结构失效分析，开展机翼油箱全尺寸晃振试验验证

数值仿真的有效性。该文给出油箱壁面应变幅值和分布随油箱载液量、晃动幅值与频率、振动幅值与频率变化

的时域响应，指出晃动破坏多发生于油箱下蒙皮近翼梢侧，振动破坏多出现在油箱下蒙皮近翼根处，晃振响应

由振动因素主导。该文验证了数值仿真代替全尺寸试验的可行性，并基于数值仿真和物理实验研究油箱壁面应

变水平和载液量、晃动和振动激励的非线性关系，为飞机适航审定提供有效指导性意见。

关键词：适航审定；晃振分析；全尺寸试验；最大应变准则；失效分析

中图分类号：V215

文献标志码：A

doi:

10.6052/j.issn.1000-4750.2021.02.0130

NUMERICAL

SIMULATION

AND

FULL-SCALE

EXPERIMENTAL

VERFICATION

FOR

SLOSHING

AND

VIBRATION

OF

AIRCRAFT

FUEL

TANK

WANG

Dong-lin

,

AN

Li

,

HU

Hao

,

MA

Song

,

LI

Ming

,

CHEN

Liang-bin123124

(1.

Shenyang

Aircraft

Airworthiness

Certification

Center

of

Civil

Aviation

Administration

of

China,

Shenyang

110043,

China;

2.

State

Key

Laboratory

of

Structural

Analysis

for

Industrial

Equipment,

Dalian

University

of

Technology,

Dalian

116024,

China;

3.

Jiangxi

Hongdu

Aviation

Industry

Corporation

Limited,

Nanchang

330024,

China;

4.

China

Aviation

Industry

General

Aircraft

Institute

Co.

Ltd,

Zhuhai

519040,

China)

Abstract:

Aircraft

fuel

tanks

may

encounter

structural

failure

under

sloshing

and

vibration

exci