凹凸棱设计对航空运输箱抗冲击性能的影响

摘要

目的针对一种新型的航空运输箱体,研究在箱体跌落时,凹凸棱耦合结构中凸棱高度和凸棱角度对箱体最大变形量的影响,对箱体进行模态分析和随机振动分析,探究在空运状态下箱体的变形情况。方法采用CATIA建立航空运输箱体设计的实体三维模型,参考多种机型货舱门高度,利用有限元软件Ansys进行箱体在搬运过程中从货舱门高度跌落的分析,对运输箱进行模态分析,并探究在空运过程中随机振动时的最大变形和等效应力,研究在3种面跌落、3种棱跌落、1种角跌落共计7种跌落工况情况下箱体的最大总变形量和受到的等效应力,并利用Matlab软件建立插值曲面,寻找最优设计。结果所有设计方案中,箱体受到的最大等效应力均不会造成材料的破坏,在凸棱高度为20 mm,凸棱角度为0°时,箱体的平均最大总变形量最小。结论确定了此种空运箱体在空运过程中不会产生大变形,且最大变形量小于无凸棱设计箱体,可作为最优设计方案投入后续制造与使用。