航空维修方面的毕业论文

随着社会的不断进步，经济的不断发展，人们的出行方式越来越多选择坐飞机出行。为了保证飞机飞行的安全，飞机维修工作就变得尤为重要。下面是我为大家整理的航空机务维修与管理论文，供大家参考。

摘要：航空机务维修的工作中，“工前”准备是维修工作的基础，一定要从细节做起，因为细节决定安全，本文通过航空机务维修的“工前”准备和机务维修工作中的“细节”管理两方面，对如何有效地避免或者减少人为因素造成的错误进行了讨论。

关键词：航空;机务维修;“工前”准备;“细节”管理

在机务的维修过程中，工作前的准备工作，工作中的施工阶段，工作以后的收尾工作，都是很重要的方面，其中，工作前的准备工作是工作的前提和基础，所以占有着十分重要的地位，在各个过程中都要注意人的因素，对员工要进行一系列的安全技能培训，使飞机在维修的过程中人为造成的差错降到最低。

1.航空机务维修的“工前”准备

在还没有得知 工作计划 的时候，就应该打好提前量，提前将准备工作做好，准备工作包括设备、资料、工具和人员等，准备工作在航空机务维修中是比较重要的，准备工作做得越到位，人为发生差错的概率就越小。具体步骤如下：

组织学习工卡

在维修工作开始实施之前，要先组织大家学习工卡，将工作的步骤和工作的内容还有需要注意的事项记牢，让每一个工作人员都能够熟练地掌握工卡的内容，将工作中的每一个细节牢记于心，每个人都能够为工作的全局考虑，充分发挥自己在团队中的作用，能够对工作有十足的信心和把握。

检查需要的工具和材料

在维修工作开始实施之前要将所需要的工具、设备和材料准备好，并做好检查，确定其可以正常使用，如果检查不够细致可能会导致在工作中设备突发故障，材料不齐全等情况，使得维修工作不能够正常进行，进而影响到工作的质量和效果。

进行合理的计划和安排。

在维修工作开始实施之前，对工作人员的各项工作做好计划和安排，注意安排要合理，让每个人都能够发挥自己的长处，将人员之间进行合理的搭配，使其能够最大效率地完成工作。在一些比较重要的大型的定检工作之前，做好提前的准备工作，可以有效地避免一些不必要的冲突。

对工作环境也要进行考虑，例如天气因素，雷雨天气时，外场的工作人员要做好避雷等安全 措施 。下雨的时候不能进行补漆工作，有些工作因为风速过大，吊车不能使用。在高温天气和冰冻天气，人的机能都会受到相应的影响，比春天、秋天这样宜人的环境下工作效率要低一些，也比较容易犯错。

还要考虑到人在不同是时间段的工作效率是不一样的，在上午9-10点，经过一个晚上的休息，人的精神比较饱满，工作效率会比较高，不容易出差错，这种情况下维修工作可以安排的多一点，或难度比较大的维修工作;如果是凌晨2-3时的，在人们应该正常要睡觉的时刻，比较累、疲乏，思想比较容易出差错，要尽量避开这些时刻安排难度较大的工作，安排比较简单一点的工作。

还有一些工作环境因素，比如噪音对人影响等等，所以安排维修工作时也应该将其考虑进去。在进行合理地安排之后，各个部门就可以按照计划的流程进行施工，这样不仅能够提高工作的效率，还可以将一些不必要的人为因素避免掉。

2.机务维修工作中的“细节”管理

安全永远是机务维修的最重要的主题，所以无论用什么办法，都要保证安全，杜绝一切人为因素成的差错，以下进行探讨：

注重细节，严格按照制度进行

细节决定安全，我们在日常的工作中只有将细节做好了，才能够保证安全，要按照 规章制度 来进行工作，这些规章制度都是从一些 经验 和教训中获得的，要严格执行不能存有半点侥幸心理，对于规定的每一个程序都要按照制度来执行，不能有任何的疏忽。

机务工作注重的是以人为本，照章办事，想要搞好日常的安全管理，就要注重细节上的各个环节的管理，做好对一些日常工作中的简单的小事的管理工作，如果在细节和这些小事上面做得到位，就可以在很大程度上消除安全隐患，为 安全生产 创造一个良好的环境。

反对“低标准、老毛病、坏习惯”

这些缺点并不难见到，明明是违章的行为，却因为多次这样做没有造成事故而疏忽大意，导致很多事故发生之后都找不到原因。对于这一类问题的避免，一定要有敏锐的分辨能力，这样才能够用发现的眼光来找到一些违章的问题。

机务工作是比较枯燥的，基本上都是进行巡检工作，但是这个工作的重要性是非常大的，一个螺丝的松动或者一个设备的不准确都可能出现很大的问题，所以，在一些日常的工作中将这些细节重视起来，每发现一个细小的问题，也许就能够避免一次中大的飞行事故。

做好员工的思想、技能培训工作

将细节搞好，就能够在一定程度上保证安全，要对员工进行一些技术上的培训，并进行一系列的考核，让每一个员工都对自己的岗位和技术操作熟练掌握，这样能够从根本上将一些错误、野蛮的操作杜绝，也在一定的程度上保证了飞行的安全，避免了事故的发生。要对员工的安全技能定时或定期进行检查和抽查，要保证每个员工都能负起自己的责任，并保证每个员工都能够使用好安全的技能，对一些违章的行为要自觉远离。

预见并消除安全隐患

对能够预见到的各种安全隐患做好防备，将飞机维修过程中的可靠性做到最佳的程度，我国现在使用的民用航空器大多数都是从一些欧美国家引进的，而在引进的同时又接受了一些维修的理论，而在具体的日常工作中，很多的维修单位都不重视对维修管理运行过程的控制，对故障的预防措施没有概念，自然做得就不到位，更何谈精益求精呢?还有，就是对一些维修的经验不懂得 总结 规律，在遇到问题的时候只是就事论事，没有举一反三的能力，在管理上也不规范所以，要加强对细节的管理，预见并消除安全隐患。

3.结语

我们要将安全重视起来，在维修施工之前做好一系列的准备工作，从细节入手，做好安全的策划，将施工过程中的危险因素预见到，并能够进行合理地计划和安排，使事故远离我们。

参考文献：

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【摘要】本文首先分析了航空机务维修的重要性，并在此基础上对航空机务维修生产控制预警系统的构建进行研究。期望通过本文的研究能够对提高飞机的维修效率和维修质量有所帮助。

【关键词】航空;机务维修;控制预警系统

一、航空机务维修的重要性分析

我国的航空运输业在短短数十年里获得了快速发展，这为旅客出行提供了极大的便利条件。对于航空公司而言，确保飞机安全飞行是最为重要的环节之一，大量的事实证明，机务维修是保证飞机安全飞行的前提和基础。由于飞机属于一种非常复杂的设备，从而使得对它的维修成为一项系统性较强的工作，为了进一步提高维修效率和质量，各大航空公司都纷纷构建起了较为完善的机务维修管理系统。在整个机务维修的过程中，航空公司的生产管理部门扮演着非常重要的角色，该部门是确保维修工作顺利开展的关键之所在。通常情况下，该部门都是按照工程技术部门下达的相关维修指令，并依据飞机的实际飞行数据，对飞机的状态进行监控，同时制定出合理的维修计划，再将计划下达给维修车间，对于一些无法执行的维修指令，则会反馈给工程技术部门。由生产管理部门负责制定的维修计划基本都是每周制定一次，维修车间会将相关的维修数据反馈给生产管理部门，并以此为依据，进行下一周维修计划的制定。虽然这种维修方式也能够确保飞机安全飞行，但是整个过程相对比较繁琐，针对这一情况，本文提出机务维修生产控制预警系统，通过该系统能够使整个维修过程得以简化，不但可以显著提高维修效率，而且还能节约维修成本。下面对系统的具体构建进行论述。

二、航空机务维修生产控制预警系统的构建研究

(一)系统的构建原则

在对控制预警系统进行构建的过程中，必须遵循的一点原则是构建出来的系统要满足当前航空机务维修的发展需要，并且还要符合机务维修未来的发展方向。为此，控制预警系统应当以机务维修部门的日常工作为基础，并充分结合相关的数据流量以及工作流程。同时，还应当按照系统论的 方法 对整个控制预警系统进行合理的构建。此外，在对系统进行开发时，要确保软件系统的可操作性和实用性，这样才能使系统满足实际工作要求。

(二)系统的框架程序

本系统的框架程序由以下几个部分构成：用户登录验证、初始化应用、MDI主界面。当用户完成登录验证之后，系统会自行提取用户的信息，如用户名、所属部门、权限等级等等，并以此为依据判定用户进入系统后可执行的操作。同时完成对登录用户相关信息的缓存处理。MDI界面则可以提供各种子功能、工具栏。

(三)系统功能模块的实现

控制预警系统包括的主要功能模块如下：

1.标准代码子模块

该模块具体负责对系统基本代码和相关数据信息的维护，其由两个界面组成，一个是代码表界面，该界面可以按照不同的代码进行分类显示，同时还能提供代码表录入以及编辑等操作;另一个是数据列表界面，这个界面主要负责提供以下操作：数据录入、编辑、有效和无效判定。该模块的功能分别由不同的函数予以实现，如表1所示。

2.预警设置子模块

该模块主要负责预警时间值的设置，在工作预报中会按照预先设定好的预警时间值预报单机以及机件维修剩余的时间。该模块包括以下几个界面：已设列表、未设列表、预警时间设置与编辑。在具体应用过程中，当用户通过鼠标箭头对机型节点进行点击后，系统便会自动显示出该机型的已设和未设列表，而预警时间设置界面能够为用户提供各个时间段内单位预警值的设置，当完成设置后，预警记录便会在已设列表中显示出来，通过编辑界面可以对预警值进行相应的修改。该模块能够针对不同的机型和各种部件设置不同的预警时间，进一步确保了对飞机和机载设备的精细化控制，有效防止了因人为操作不当引起维修事故的情况发生，大幅度提高了机务维修的工作效率和质量。

3.机件管理子模块

该模块主要负责实现新增和修改机件的相关信息，同时还能按照所属部件对机件的规定年限进行修改。当某个型号的部件因翻修或是其他原因需要以新的时间进行控制时，只需要对时间单位进行修改即可，无需对每个机件都进行相应的修改，这为质量控制人员对系统的维护带来了极大的方便。

4.机件构型子模块

该模块主要负责实现对飞机维修方案的综合管理，能够直观地展现出飞机的技术状态。在构型缓存表当中，只存储飞机与机件的对应关系，这样可以对飞机上的机件进行快速检索。若是从飞机上拆除某个机件时，则可在缓存表中将其与飞机对应关系的记录全部删除，此时该机件的位置信息为空。如果将一个新的机件安装到指定位置时，模块会自动生成机件构型，并在缓存表中增加该机件与飞机的对应关系。

(四)系统应用效果

本文提出的控制预警系统现已在某航空公司中获得了应用，自系统投入使用至今，系统运行稳定、可靠，为机务维修部门组织维修工作提供了可靠的依据，这不但进一步提高了维修工作效率和维修质量，而且还消除了人为因素的干扰，确保了飞机的飞行安全。

三、结论

总而言之，对于航空公司而言，确保飞机安全飞行是最为重要的环节之一，该目标需要机务维修部门予以实现，为了进一步提高机务维修部门的工作效率和维修质量，航空公司应当构建完善的机务维修生产控制预警系统。只有这样，才能使机务维修工作顺利开展，也才能从根本上保障飞机安全飞行。

参考文献

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摘要：科学化、规范化管理是机务安全管理工作的核心。加强机务维修工作安全管理系统科学化、规范化安全管理工作的切入点主要有安全管理方式由主要依靠行政管理手段转向主要依靠体系法规手段;利用先进的科学手段，加大机务安全管理工作的科技含量;严格执行行业标准和规章制度，是确保机务安全管理工作的根本;继续提高维修人员专业能力，提高机务故障诊断能力以及维修水平和检查监督能力;不断提高安全生产管理水平，在工作中不断完善生产管理程序;不断加强机务管理队伍的综合素质，重点要加强机务人员的责任心和职业道德 教育 。

关键词：机务维修安全管理科学化以人为本

机务维修管理是远洋船队发展的重要基础，在保证机务工作顺利开展得过程中，安全是关键环节之一。机务管理及维修人员不仅担负着保持船舶固有的安全性、可靠性的基本任务，还承担着改进设计、完成改装。提高安全水平以及设备损坏后的检查和修复的重要责任。如果维修工作稍有不慎就会给安全带来极大威胁，甚至造成无可挽回的损失。机务维修部门在落实“安全第一、预防为主”的方针，实现“安全防范关口前移”的工作中，发挥着极为重要的作用。在安全管理工作中，人是最关键的因素，只要我们长期坚持以人为本，注重科学化、规范化管理，实现机务维修安全管理目标的基础就会更坚实。

1科学化、规范化管理是机务安全管理工作的核心

在机务维修管理中积极推行科学化规范化安全管理，是保证船舶安全的有效措施。开展规范化、科学化管理是当今社会发展的需要，也是各大航运公司专业化、精细化管理改革的一个过程，是吸收国内外先进管理思想和方法与国际通用标准的需要，是依法操作、依法管理和自我约束的需要。从近年来所发生的船舶维修时所发生的人为事故分析来看，几乎每起事件的发生都不同程度的存在着管理失误、违章操作的因素。从事件分析来看与管理相关的因素有以下几方面：(1)设备、工具缺少说明、不可靠或过于复杂，或者 修理 人员根本就没有使用规定的工具设备。(2)在工作任务的安排上缺乏计划性，经常是临时安排工作，致使维修人员在工作前缺少充分的准备。

工作组织不利、工作的优先顺序安排欠佳，导致工作出现混乱。(3)修理人员或船舶轮机管理人员基本操作技能不足、缺乏对船舶各系统知识的了解，或者对新的工作岗位的工作程序方面的知识不足。(4)对单一维修工作的难度、强度估计不足，而且工作时间要求比较苛刻，没有充分认识到现场修理人员的身体和精神的过度疲劳会对安全造成影响。(5)没有充分考虑到工作场所的复杂，使得维修人员经常要在工作过程中中断工作或分散精力去适应恶劣的自然环境。(6)对机务维修安全工作的重要性认识不足，容易造成机务管理人员或现场修理人员的安全意识懈怠。(7)各部门之间、同一部门各个环节的人员之间、船舶人员与机务人员之间、员工和领导之间的信息沟通不足等等。因此，加强机务管理人员的科学化、规范化管理对于提高安全管理水平，减少维修时的人为安全事故的发生具有重大意义。

2加强机务维修工作安全管理系统科学化、规范化安全管理工作的切入点

(1)我们要从船舶安全管理长治久安的高度认识安全管理方式由主要依靠行政管理手段转向主要依靠体系法规手段，由经验管理转向科学管理的重要意义，坚持不懈地推进这项工作。在抓紧船舶机务维修方面规章的制定以及对有关规章修订的同时，进一步完善相应的管理程序和办法，完善各种机务维修安全事故调查法规和规章，规范机务维修中所发生安全事故的调查流程，找出在维修管理工作中的漏洞。并逐步采用PDCA管理程序对安全质量事件进行控制。结合机务维修工作特点完善安全管理程序，全面推行规范化管理工作。根据ISM以及质量安全管理体系的要求，进一步完善机务管理中有关机务维修安全管理的一系列内容，尽量使各项维修工作都能有章可循，全过程始终处于严格的控制中，使质量文件体系成为安全工作的保障，努力推进机务系统自我审核机制。在执行各种规章制度的过程中，要强化执法检查监督，要做到有章必循，违章必究。

(2)利用先进的科学手段，加大机务安全管理工作的科技含量，要利用计算机管理平台、数据库、互联网络等现代化办公手段，完善机务维修部门网络维修资源规划系统，优化工作流程，提高机务维修信息化管理水平和信息传递速度，使各级领导和职能部门能够通过计算机局域网及时监控和了解安全生产工作的各类信息，达到维修工作的全过程控制，保证各类船舶的营运能力和安全可靠性。

(3)严格执行船舶行业标准和规章制度，是确保机务安全管理工作的根本。行业标准和规章制度，是机务工作的行为规范和技术操作规范，都是经验的总结，甚至是血的教训，具有很强的针对性和可操作性。作为维修人员，凡是禁止的东西，是绝对不能做的;凡是警告和提醒的，也应该严格遵守，自觉执行。凡是发生的安全事故往往都有一个共同的症结：相当一部分人员思想上不够重视，章法观念不强，甚至自以为是、随心所欲，在贯彻执行中问题很多，有的规章不健全、无章可循，有的有章不循。如果安全问题不引起重视，则人为差错、人为责任事故必然会增多。所以，机务维修部门必须忠实维护规章制度的严肃性和法规性，不能在出了问题或事故征兆后才采取整顿措施。要变被动为主动，平时日常工作中就要经常查找不足和隐患，密切关注容易出差错的环节，抓纪律，抓作风，层层管理，狠抓落实，把安全工作落实每一时、每一处。

(4)要继续提高维修人员专业能力，提高机务故障诊断能力以及维修水平和检查监督能力。要密切与各主要设备制造厂商的联系沟通，充分掌握各种设备的常见故障诊断方式方法，利用设各状态监控、无损探伤和孔探等现代化科学手段，加强对关键性设备的日常监控程度，及时消除隐患，保证设备安全运行。就能够最大程度避免机务维修工作的盲目性和随意性，避免因为对修理工艺、程序的考虑不足或常识性错误而导致修理过程中造成不必要的人身或设备安全隐患，尽力避免经验主义所带来的负面作用。提高故障控制水平，逐步推广故障分析例会、可靠性分析例会制度，加强对故障以及修理工艺的分析、探讨和交流，减少控制重大和重复性故障的发生，针对季节性的故障做好预防工作，保证船舶的适航性。

(5)不断提高安全生产管理水平，在工作中不断完善生产管理程序，利用先进的科学手段合理安排生产经营任务，保证船员有充足的精力用于安全生产，尽可能避免船员超负荷工作，消除安全隐患。优化机务维修生产组织程序，加强各部门的配合，使安全生产能够紧张、有序地进行。

(6)不断加强机务管理队伍的综合素质，重点要加强机务人员的责任心和职业道德教育。随着船舶技术不断发展，也带来了大量的新知识、新技术，由此出现机务维修队伍的整体素质和业务适应能力的下降。因此，加强职工的在职教育培训必须跟上时代的发展和科技的进步。现代船舶系统可靠性已经达到了一个相当高的水平，正常情况下，故障概率较低，同时一系列辅助故障检测系统可以显示故障信息，从而减轻了维修工作的负荷。但这也给人们检查排除故障，进行综合性分析、判断增加了一定的难度，对知识了解的深度和广度提出了更高的要求，何况船舶科技还在不断地更新发展。

一个合格的机务人员还必须有良好的素质和职业道德观念，而这些更不是在短期内就可以改变和达到的。因此，建立“培训就是安全”的观念制度，成立专门的培训机构，制定详细的远景规划和长远目标，进行系统的安全和专业业务各方面的知识培训，有目的培训一批德才兼各的现代机务维修人才。另一方面，营造尊重知识、尊重人才的学术学习气氛，给专业技术人员创造宽松的研究探索环境，严谨、科学地保证安全。这就要不断加强机务人员综合素质，重点要加强机务人员的责任心和职业道德教育，培养机务人员的窗口意识，树立机务人员的良好形象，提高机务维修系统全员安全意识、适航意识。要积极大力加强干部职工的作风建设。

航班运行调度是指调度飞机与安排机组人员的生产资源配置工作，以落实航班计划的具体实施。航班运行调度工作一直存在安全与成本的矛盾：首先必须考虑航班运行安全因素，使执行航班飞行任务的飞机能够按规定完成例行检修，且机组人员值勤的飞行时间、值勤时间以及休息时间严格满足有关规章条例要求；在确保运行安全基础上，需要考虑航班运行成本因素，优化航班运行过程中的飞机日利用率与机组资源利用效率。妥善解决这一对矛盾对于航空公司组织生产运营、完成生产计划，以及实现飞机与机组人员等关键资源的优化配置有着至关重要的意义。为此，本文在详细深入分析国内外研究现状和我国航空公司运行特点基础上，结合民航当局有关航班运行管理规章，重点研究航班运行调度过程中的飞机排班问题和机组排班问题。出于降低问题复杂性、提高航班运行调度计划编排效率以及便于局部调整计划考虑，本文将机组排班问题分解成勤务组编排和机组轮班两个子问题分别进行研究。关于飞机排班问题，建立协同多任务分配方法，为每一架飞机指派每天的航班飞行任务和必要的例行检修任务，在确保航班运行安全基础上，提高飞机日利用率。首先，分析例行检修约束，构建飞机日利用率优化模型。随后，运用分枝定价算法求解。算法引入检修节点、虚拟飞机源节点以及剩余飞行时间的定义，将协同多任务分配过程表示为分区间的生成飞机路径，通过迭代求解由部分飞机路径构成的限制主问题，以及寻找飞机路径以改进目标值的定价问题，获得线性松弛问题的最优解；给出多种分枝方法划分解空间，以删除分数解，生成飞机排班计划。最后以实际航班计划为例，验证所提出的模型与算法的有效性。关于勤务组编排问题，考虑机组配置多样性，提出协同多任务分配方法，为每一个航段分配合适的机组配置，并严格遵循相应人员配置的机组需满足的编排约束，将航段组织为机组资源利用效率较高的勤务组。首先，根据不同人员配置的机组需满足的休息要求，为每一种机组配置构建相应的连接网络，通过由不同连接网络生成飞行路径实现协同多任务分配。其次，建立满足值勤期限制和飞行时间限制、优化机组资源利用效率的数学模型，使用分枝定价算法求解。并基于遵循时间限制因机组配置不同而各异但有序的特点，提出机组配置修正算子，以提高算法寻优效率。最后，选择与飞机排班问题相同的算例，验证所给的模型和算法的有效性。关于机组轮班问题，研究机组稳定性最优的轮班计划，将勤务组衔接为机组人员搭配相对固定的轮班任务，以提高机组人员满意度。首先，在分析机组轮班规则基础上，为每一个机型、基地以及机组人员岗位职级构建相应的连接网络，建立以执行勤务组计划所需机组人员数量最少为优化目标的数学模型，采用分枝定价算法求解。随后，给出机组稳定性的定义及其量化方法，针对不同岗位职级分别建立满足轮班任务数量约束，并优化机组稳定性的数学模型，设计启发式迭代算法，编排尽量减少机组人员构成发生变化的机组轮班计划。最后，根据勤务组编排问题的求解结果进行算例验证分析。本文通过以上三大部分的研究，给出了飞机排班、勤务组编排和机组轮班的调度模型和求解算法，实现了航班运行调度计划编排。 [1] 吴东华,夏洪山. 基于多目标模糊线性规划求解方法的飞机排班问题研究[J]. 计算机科学. 2012(01)[2] 赵正佳. 航空公司机组排班计划研究[J]. 运筹与管理. 2011(06)[3] 朱星辉,朱金福,高强. 基于约束编程的飞机排班问题研究[J]. 交通运输系统工程与信息. 2011(06)[4] 牟德一,王志新,夏群. 基于机组延误概率的鲁棒性机组配对问题[J]. 系统管理学报. 2011(02)[5] 孙宏,张培文,胡海青,廖仲宇. 航空公司机组飞行实力利用率影响因素分析[J]. 交通运输工程与信息学报. 2010(02)[6] 李耀华,谭娜. 飞机指派问题优化模型及算法研究[J]. 控制工程. 2010(02)[7] 王莹,刘军,苗建瑞. 基于列生成算法的动车组检修计划优化[J]. 中国铁道科学. 2010(02)[8] 徐海荣,张兴媛,胡盛斌. 差值排序算法在飞机排班问题中的应用[J]. 计算机应用与软件. 2010(01)[9] 宋静波. 基于单亲遗传算法的飞行机组指派技术[J]. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2009(03)[10] 李远,彭辉,沈林成. 协同任务规划中基于约束满足的资源冲突检测与消解[J]. 系统工程与电子技术. 2009(04)

纤维增强树脂基复合材料层合结构具有比强度高、比刚度大、阻尼特性好、疲劳寿命长、结构可设计性强等优点,在航空、航天及一些特殊领域中被广泛使用。然而,复合材料的各向异性,非均匀性等特点给复合材料结构的力学分析带来了一系列的挑战。尤其在航空航天领域,飞行器在运行过程中所处的环境和所受的载荷都非常复杂。除了考虑飞行器在这些复杂环境下的自振特性和确定性外载作用下的动力响应外,考虑随机性外载的影响也不容忽视。随机振动理论和方法就是处理这类问题的先进思想和重要手段,但在国内外航空航天领域中还很少实际应用,主要原因之一就是现有随机振动分析方法复杂而且低效,这在很大程度上限制了飞行器设计水平的提高。虚拟激励法是高效精确的随机振动分析方法,迄今已经在大跨度结构抗震、抗风,海洋平台和汽车随机振动等多个工程领域被数以百计的专家针对各工程领域的特点予以发展而取得很多实际成效。但是迄今为止,这一有力的工具却并未在航空航天领域被充分认识和应用,在这些具有战略意义的重要领域中,所应用的随机振动分析方法依然复杂低效,缺乏创新意识。本论文针对这一现状,依据航空航天领域材料和结构的复杂性,以及飞行器所处环境的复杂性,将虚拟激励法作了有针对性的发展,以完全自主版权的DDJ有限元程序系统为开发平台,完成了求解复合材料结构随机振动的高效精确分析程序。本论文中,着重对如下问题进行了研究:1.建立了基于Mindlin一阶剪切变形理论的复合材料层合板有限元分析模型,推导了层合板的有限元列式,在DDJ程序平台上对复合材料层合板的自振频率和模态进行了分析。将虚拟激励法引入到航空航天领域广泛使用的复合材料层合结构的随机振动分析中,针对复杂的复合材料结构有限元模型和非经典阻尼体系,发展了包含全部参振振型和随机激励点之间耦合项的随机振动高效求解方法,比较圆满地解决了传统计算方法精度差、效率低的应用障碍。2.本文推广虚拟激励法于敷设粘弹性阻尼层的复合材料层合结构的平稳和非平稳随机振动分析,建立了高效精确计算方法。尤其是综合考虑了粘弹性阻尼材料的性能参数随频率变化的特点以及复合材料层合结构本身的模态阻尼,建立了组合系统的非经典阻尼表达。为了解决随频率变化的非经典阻尼体系的平稳/非平稳随机响应,本文结合精细积分方法提出了一种直接解法,只需用原系统的实模态对虚拟激励法做出相应的发展,就可精确地求解频变阻尼系统的随机振动。据此对飞机水平尾翼的复合材料安定面结构进行了模拟研究,从精细的计算模型及合理的计算结果可以看出,本文所提出的方法对于这类相当复杂的复合材料结构的随机振动分析十分有效。3.研究飞机对大气紊流响应的主要方法是随机振动功率谱法。用高效、精确的分析方法计算不同飞行环境下飞机的响应,以预测飞机疲劳寿命和可靠度等是航空工程领域研究热点。本文在考虑了二维平面流中简谐振动平板产生的非定常力基础上,又按照虚拟激励法的特点同时考虑了竖向简谐风的影响,进而研究了复合材料二维机翼的大气紊流响应。随机激励谱选用了Dryden紊流频谱模型。结果表明,在处理二维机翼在大气紊流响应的随机问题中,基于简谐响应分析的虚拟激励法不但是精确算法,而且效率非常高,具有很大的实用优势。发展这一方法对于该领域的数值计算是很有价值的。4.计算流体动力学(CFD)是研究流体动力学的有力工具。本文为计算机翼颤振/抖阵分析中的气动参数,首次使用雷诺平均湍流模型对二维翼型截面的颤振导数进行了求解。基于等最新提出的CFD网格控制算法以及所建立的数值风洞,计算了结构简谐运动下的气动力,并识别了湍流场中NACA0012翼型的颤振导数。将由此得到的颤振导数和气动力应用到大气紊流引起的随机振动计算中,并将计算结果与基于Theodorsen函数得出的响应解析解进行比较,得到了相当满意的一致。本文计算的CFD气动参数充分考虑了气体的分子粘性和紊流粘性,其作用相当于附加阻尼,因此比Theodosen函数方法限制更少、应用范围更广,而且在此基础上还可以考虑三维流和可压缩性。因此本文实施的基于CFD的气动力计算方法具有广阔的应用前景,将成为应用虚拟激励法于航空航天结构时确定气动参数的有力工具。可以说,这一成功的尝试为随机振动方法更广泛地应用于航空航天工程走出了很重要的一步。

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