某型飞机设备安装支架设计分析

杜瑞+白杰

【摘 要】民用飞机各类电子设备的安装，需根据其在机上的安装位置设计不同的设备安装支架，以满足电子设备安全性、可靠性和维护性的要求。本文主要介绍了典型电子设备安装支架的设计和强度分析过程，为民用飞机电子设备安装支架的设计提供思路和方法。

【关键词】电子设备；支架

0 引言

随着微电子技术和微计算机技术的快速发展，越来越多的电子设备被应用于民用飞机。在飞机的设计过程中，设计人员需根据各类电子设备在飞机上的安装位置设计相应的安装支架，来满足电子设备安全性、可靠性和维护性的要求。本文针对某型飞机的典型电子设备设计安装支架，并进行强度分析，验证支架强度的可靠性。

1 支架结构设计

该电子设备安装于3MCU自然冷却标准设备托架上，标准托架前后各有一个安装点。设备安装支架设计过程中，设置两个几字型支架用于标准设备托架的连接，两个几字型支架通过和四个组合式的L型支架连接，最后通过四个机加角盒与主结构连接，如图1所示。因为该设备布置于地板下且靠近蒙皮的两个隔框之间，因而四个机加角盒分别通过与框腹板和地板支柱连接，将载荷传递的机身上，如图2所示。

2 材料属性

设备安装支架选用的材料及相应力学性能见表1，其中σb表示材料拉伸极限；σmax表示模型最大等效应力；σbru表示材料挤压极限；表示材料弹性模量。

3 边界条件

支架静强度分析需考虑飞机地面载荷过载包线、飞行机动载荷过载包线、飞机动載荷情况过载包线和飞机应急着陆情况惯性过载。本文参考该机型相应的载荷数据，整理后得到设备安装支架静载荷包线过载系数，见表2。

本文根据运输类飞机适航标准CCAR-25-R4中25.561（b）（3）条款，得到应急着陆下，设备安装支架载荷过载系数，见表3。

综合考虑上述载荷数据，由于侧向的过载大小相等，方向相反，因此只计算向左的情况；向后的过载大大小于向前的过载，向上的过载大大小于向下的过载，因此本文不将向后和向上的过载作为分析工况，得到如下分析工况，见表4。

4 强度分析方法

5 有限元模型

建立支架的有限元模型，其中支架结构采用四边形shell壳单元；设备用CONM2单元模拟，惯性力以加速度的方式加载，质量单元通过RBE3（设备刚度极大时则使用RBE2）施加于结构件上；在支架与主结构连接位置用SPC约束，约束自由度为123，作为边界条件，见图3。

6 结果分析

结论：支架在以上3种工况下，最大应力值为89.52Mpa，发生在LC2工况，结构零件在各个工况下安全裕度大于0，满足强度要求。

【参考文献】

[1]飞机设计手册·9·载荷、强度和刚度[M].航空工业出版社，2001.

[2]运输类飞机适航标注.中国民用航空规章第25部CCAR-25-R4.中国民航总局，2009.

[责任编辑：朱丽娜]