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大型全尺寸飞机结构静力试验强度实时监控技术及应用

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登记号:G20200991

所属行业:制造业

学科分类:航空运输;

关键词: 强度实时监控 全尺寸 飞机结构 静力试验

绿色分类:其他资源效率提升;

  • 基本信息
成果名称: 大型全尺寸飞机结构静力试验强度实时监控技术及应用
成果登记号: G20200991 学科分类: 航空运输;
绿色分类: 其他资源效率提升; 项目关键词: 强度实时监控  全尺寸  飞机结构  静力试验  
推荐单位:

上海交通大学

成果所处阶段: 成熟应用阶段
合作方式: 面洽, 成果所属行业: 制造业
国家/地区: 中国 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

本项目属于航空航天飞行器设计领域。 大型飞机是大国重器,是支撑国民经济发展、保障领土完整的战略性装备。全机静力试验是大型飞机首飞前最关键试验,成功与否直接决定大型飞机研制成败。 全机静力试验的关键问题有三个: 一是制造工艺质量是否满足设计要求; 二是试验方案能否真实考核飞机的设计极限;三是试验实施全过程是否足够精准。第三个关键问题的核心是在试验中能否及时捕捉到所有重要部位关键测试数据,并立刻与设计数据对比,迅速做出能否继续试验的决定。可见,第三个关键问题能否解决,不仅关系到试验能否一次成功,而且直接影响对前两个问题能否给出正确结论。在本项目于2008年初完成并应用之前,波音和空客等公司都不能进行全机静力试验实时监控,但其可以依靠大量已有试验数据和经验。我国民机研制起步较晚,缺乏足够数据和经验。因此必须对传统的监控模式大胆创新,突破实时监控技术,才能确保全机试验一次成功,实现弯道超车。在上海市科委等项目支持下,项目组成功解决了第三个关键问题,开发出国内外首套“民机全机结构强度试验实时监控系统”,已用于全机试验11年。重要创新如下:1)在毫秒级别突破了海量仿真数据与真实试验数据极速实时对比技术。发明了仿真数据与静力试验数据的链接方法,建立了代码识别系统。突破了基于监控硬件与局域网的数据通讯传输协议实时监控技术,并成功研制出实时监控系统,解决了实时监控滞后时间不能控制在规定时间内的技术瓶颈。2)突破了多部位刚度和强度快速预测技术。建立并在实时监控系统中内置了若干与不同破坏模式相应的强度准则。实时、直观显示出试验测量结果与预测结果关系,实现了对后续加载步的刚度和强度预测,实现了对意外破坏情况的及时预警。3)突破了大型全尺寸复合材料飞机结构静力试验件刚度模拟技术。突破了多梁共固化复合材料平尾弦向等百分比布局刚度模拟技术,发明了复合材料中央三角翼盒后机身支撑点剪力优化算法。在平尾假件结构优化中,模拟了真实平尾对称加载及后机身弹性支撑,节省真件制造费用约3千万元。该系统已在ARJ21、C919飞机200多次试验中应用,为其千余架订单奠定了坚实基础。专家组给出“成果已有效用于新支线飞机设计,并可推广应用到类似布局飞机”结论(附件3-1)。查新报告给出“除该委托查新项目组研究成果外,未见与该委托查新课题类似其他文献报道”结论(附件4-1)。应用单位给出“成功监测出几十次位移和应变传感器数据异常情况,避免了多次可能发生的试验数据无效或非正常破坏的发生,保证了静力试验顺利按计划完成”高度评价(附件5-1)。C919飞机最严重工况试验顺利完成后,总师系统给出“对试验过程进行监督,有效控制了试验风险点 ”的结论(附件5-2)。本项目产出授权专利3项,软件著作权10项,申请专利6项,发表SCI论文20篇。培养并输送到航空航天单位硕士、博士50余名。


姓名: 汪海 性别:
出生日期: 2020-08-27 08:00:00.0 职务:
国籍(地区): 中国 联系地址: 上海市闵行区东川路800号航空航天学院1309
电子邮件: wanghai601@sjtu.edu.cn
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