某型飛機設備安裝支架設計分析

杜瑞+白杰

【摘 要】民用飛機各類電子設備的安裝，需根據其在機上的安裝位置設計不同的設備安裝支架，以滿足電子設備安全性、可靠性和維護性的要求。本文主要介紹了典型電子設備安裝支架的設計和強度分析過程，為民用飛機電子設備安裝支架的設計提供思路和方法。

【關鍵詞】電子設備；支架

0 引言

隨著微電子技術和微計算機技術的快速發展，越來越多的電子設備被應用于民用飛機。在飛機的設計過程中，設計人員需根據各類電子設備在飛機上的安裝位置設計相應的安裝支架，來滿足電子設備安全性、可靠性和維護性的要求。本文針對某型飛機的典型電子設備設計安裝支架，并進行強度分析，驗證支架強度的可靠性。

1 支架結構設計

該電子設備安裝于3MCU自然冷卻標準設備托架上，標準托架前后各有一個安裝點。設備安裝支架設計過程中，設置兩個幾字型支架用于標準設備托架的連接，兩個幾字型支架通過和四個組合式的L型支架連接，最后通過四個機加角盒與主結構連接，如圖1所示。因為該設備布置于地板下且靠近蒙皮的兩個隔框之間，因而四個機加角盒分別通過與框腹板和地板支柱連接，將載荷傳遞的機身上，如圖2所示。

2 材料屬性

設備安裝支架選用的材料及相應力學性能見表1，其中σb表示材料拉伸極限；σmax表示模型最大等效應力；σbru表示材料擠壓極限；表示材料彈性模量。

3 邊界條件

支架靜強度分析需考慮飛機地面載荷過載包線、飛行機動載荷過載包線、飛機動載荷情況過載包線和飛機應急著陸情況慣性過載。本文參考該機型相應的載荷數據，整理后得到設備安裝支架靜載荷包線過載系數，見表2。

本文根據運輸類飛機適航標準CCAR-25-R4中25.561（b）（3）條款，得到應急著陸下，設備安裝支架載荷過載系數，見表3。

綜合考慮上述載荷數據，由于側向的過載大小相等，方向相反，因此只計算向左的情況；向后的過載大大小于向前的過載，向上的過載大大小于向下的過載，因此本文不將向后和向上的過載作為分析工況，得到如下分析工況，見表4。

4 強度分析方法

5 有限元模型

建立支架的有限元模型，其中支架結構采用四邊形shell殼單元；設備用CONM2單元模擬，慣性力以加速度的方式加載，質量單元通過RBE3（設備剛度極大時則使用RBE2）施加于結構件上；在支架與主結構連接位置用SPC約束，約束自由度為123，作為邊界條件，見圖3。

6 結果分析

結論：支架在以上3種工況下，最大應力值為89.52Mpa，發生在LC2工況，結構零件在各個工況下安全裕度大于0，滿足強度要求。

【參考文獻】

[1]飛機設計手冊·9·載荷、強度和剛度[M].航空工業出版社，2001.

[2]運輸類飛機適航標注.中國民用航空規章第25部CCAR-25-R4.中國民航總局，2009.

[責任編輯：朱麗娜]