飛機的艙門是保障乘客安全的一大關(guān)鍵。下面是學習啦小編整理了飛機艙門管理論文，有興趣的親可以來閱讀一下!

　　飛機艙門管理論文篇一

　　淺談民用飛機艙門密封結(jié)構(gòu)的氣密可靠性

　　【摘 要】采用可靠性思想分析飛機艙門密封結(jié)構(gòu)參數(shù)對密封性能的影響。對兩種型號的艙門密封帶進行整體規(guī)格的壓縮實驗，將關(guān)門行程、裝配尺寸、擋件尺寸等視為隨機變量，采用有限元軟件對兩種密封帶的氣密可靠性進行比較，得到了密封結(jié)構(gòu)參數(shù)的均值靈敏度和方差靈敏度，對艙門密封帶選型與結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供參考。

　　【關(guān)鍵詞】艙門密封結(jié)構(gòu);密封帶;氣密可靠性;靈敏度

　　0.引言

　　飛機艙門的密封是防止艙內(nèi)漏氣或失壓的重要保障，氣密性能與密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計密切相關(guān)。飛機艙門組合密封結(jié)構(gòu)主要由P型密封帶、密封壓條、Z型擋件、門體和門框組成。d1為門體與門框間隙;d2為擋件縱向距離;d3為Z型擋件橫向尺寸;d4為關(guān)門行程;r為檔件導角半徑。但是，由于制造誤差、安裝同軸度以及使用過程中的磨損等因素，將導致密封結(jié)構(gòu)的實際位置與設(shè)計值存在隨機偏差，這種離散性威脅著艙門的氣密可靠性。

　　密封帶是一種能夠發(fā)生大變形的高彈性橡膠材料，其壓縮變形特性對艙門整體的氣密剛度起主導作用，是選型的重要依據(jù)之一。已經(jīng)有很多學者利用有限元分析方法分析了 實心橡膠圈 的壓縮應 力特性，研究對象涉及指尖密封、O型密封，球型密封等。在密封材料性能、仿真以及結(jié)構(gòu)參數(shù)對密封性能的影響分析方面進行了十分有益的嘗試。本工作選取目前飛機艙門中應用較為廣泛的P型密封帶組合密封結(jié)構(gòu)，考慮了密封結(jié)構(gòu)參數(shù)的隨機性，基于密封帶壓縮實驗結(jié)合有限元仿真，采用有限元軟件抽樣分析了密封結(jié)構(gòu)氣密可靠性和參數(shù)靈敏度。

　　1.確定性分析

　　1.1有限元模型

　　相比飛機艙門門體、門框和擋件材料(E=70GPa)，密封圈材料的模量很小(E=0.0075GPa)，密封帶作為大柔度 結(jié)構(gòu)直接 決定著門體的 氣 密 剛度，需要著重關(guān)注密封帶的變形。因此，將門體、門框、密封壓條和擋件近似為剛體，只考慮密封帶的變形。建立艙門密封結(jié)構(gòu)的有限元模型，單元類型選擇四節(jié)點平面應變Herrmann單元，單元總數(shù)為650。

　　飛機艙門密封帶一般設(shè)計有小孔，飛行過程中艙內(nèi)壓力能夠通過這些眼孔滲透進入密封圈內(nèi)，不但起到了加強密封的作用，還能夠延長密封圈使用壽命。

　　圈內(nèi)氣壓的作用效果可以采用有限元軟件中特有的氣囊空穴模型單元來模擬。正常飛行條件下，艙內(nèi)保壓恒壓值設(shè)定為0.076MPa。摩擦模型為庫侖模型，硬鋁與橡膠的摩擦因數(shù)取0.25。

　　1.2密封帶材料模型

　　利用MSC.Marc軟件中的“Evaluate Material”功能分別采用上述兩種模型對密封圈壓縮實驗數(shù)據(jù)進行擬合，發(fā)現(xiàn)與實驗數(shù)據(jù)基本吻合，能夠較好地適應非常數(shù)的剪切模量情形和材料的輕微壓縮行為，已被成功地應用于密封圈產(chǎn)品分析。

　　2.可靠性分析

　　2.1隨機變量與極限狀態(tài)函數(shù)

　　由于制造誤差、安裝偏差或者使用過程中門軸等的磨損，均將導致實際裝配尺寸與設(shè)計理想值發(fā)生隨機偏差，使密封圈的壓縮接觸力不能夠達到密封要求。

　　這里著重評估上述變量對艙門密封帶密封性，根據(jù)概率論中心極限定理，一般可認為結(jié)構(gòu)尺寸服從3σ(σ為標準差)的均值正態(tài)分布，且相互獨立。

　　密封失效是可靠性評估中的一項重要失效模式。

　　密封帶通過發(fā)生彈性變形填滿相互接觸的門體、門框表面之間的間隙，并維持一定的接觸壓力，從而達到氣密效果。泄露率是定量評估艙門密封效果的重要指標，泄露經(jīng)常是由于密封壓縮力不足導致的，因此接觸力常常作為密封結(jié)構(gòu)氣密性的評判指標，艙門設(shè)計要求能夠承受3倍設(shè)計壓差載荷的內(nèi)外壓差，折算到單位接觸面積上的壓縮力要求大于0.25N。

　　2.2可靠性分析方法及過程

　　采用有限元軟件進行可靠性計算，主要基于以下3點：

　　(1)密封結(jié)構(gòu)計算涉及接觸問題，其壓縮響應具有非線性隱式關(guān)系，對于隱式極限狀態(tài)方程的可靠性分析，法計算思路簡單且易于編程實現(xiàn);(2)由上述確定性分析可知，密封圈與門框?qū)儆诙谓佑|問題，結(jié)構(gòu)參數(shù)不但決定了接觸力的大小，還決定了能否發(fā)生接觸，不發(fā)生接觸時接觸力恒為零，因此，密封圈與門框之間接觸力與結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的響應關(guān)系是一個接觸點位置隨機變化并且與密封圈與擋件的第一次接觸相關(guān)，會導致難以擬合合適的響應面和計算收斂性問題;(3)結(jié)果可信度要高于其他方法，常常作為校核其他方法的依據(jù)。本密封圈單次確定性仿真的時長較短，因計算成本仍然在可接受的范圍。

　　結(jié)合自編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)指定分布的隨機化處理與抽樣，同時調(diào)用Marc軟件進行上述確定性計算，計算完成后提取密封帶與門體的接觸力進行失效統(tǒng)計并代入可靠度計算公式和靈敏度公式，獲得艙門密封結(jié)構(gòu)的失效概率和各個隨機參數(shù)的靈敏度。

　　2.3可靠性分析結(jié)果

　　采用隨機樣本進行抽樣5000次，分別計算得到兩種密封圈的失效概率對比，Pr為抽樣計算獲得的可靠度。兩者敏度分析結(jié)果大致一致，織物增強型密封帶由于較好的壓縮比具有更高的密封可靠度。

　　織物型密封帶的密封組件主要結(jié)構(gòu)變量的均值靈敏度和方差靈敏度分析結(jié)果，可見合理減小門框間距d1，擋件縱向距離d2和擋件導角半徑r，增大Z型擋件橫向尺寸d3和關(guān)門壓縮量d4，均有助于提高氣密可靠性。這些變量中，d1，d2，d4的均值和r的方差對失效較為敏感，設(shè)計和生產(chǎn)、維修檢驗過程中需要嚴格這些尺寸的檢查。

　　另外，設(shè)計過程中還應注意上述隨機變量對艙門其他性能的雙面影響，例如：

　　(1)d1太小會使密封帶被擠出或“碰框磨框”影響關(guān)門便利性和增大磨損;(2)減小d2或增大d4雖然能夠增大接觸應力，但是會直接加重開關(guān)門手柄力度，在保證氣密性的前提下設(shè)計合適的關(guān)門壓縮率是至關(guān)重要的;(3)增大d3會減小艙門有效面積，甚至可能會與開關(guān)門連桿機構(gòu)發(fā)生干涉;(4)增大r會導致密封帶的應力集中，削弱其使用壽命。所以設(shè)計過程中還應在保證密封的基礎(chǔ)上，綜合考慮上述因素和性能指標要求，從而制定出合理的設(shè)計范圍。

　　3.結(jié)論

　　(1)設(shè)計過程中在保證密封可靠性的基礎(chǔ)上，須綜合考慮參數(shù)的兩面性，結(jié)合性能指標要求制定合理的設(shè)計范圍。

　　(2)織物型密封帶具有更高的壓縮比，比非織物型密封帶具有更高的氣密可靠度，建議優(yōu)先選用。

　　(3)裝配尺寸(門框間距、擋件縱向間距)和關(guān)門行程量的均值和擋件導角半徑的方差對失效較為敏感，設(shè)計和裝配、維修檢驗過程中需要嚴格這些尺寸的檢查。

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