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研究生:王淑名
研究生(外文):Shu-Ming.Wang
論文名稱:戰機結構負載及超限使用檢出系統
論文名稱(外文):Structural Design Loads and Over Load Detection Program Development for Fighter Aircraft
指導教授:王紀瑞李建華李建華引用關係
指導教授(外文):Jee-Ray WangJiam-Hwa Lee
學位類別:碩士
校院名稱:建國科技大學
系所名稱:自動化工程系暨機電光系統研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:92
中文關鍵詞:結構負載數據資料庫超限系統
外文關鍵詞:Structure of the loaddatabasetransfinite system
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戰機結構潛在疲勞損傷都是由結構負載經歷累積影響所致,其負載類別則為設計規範中定義飛機之重量、重心、飛行高度、速度、飛行動作限制範圍等,當機體結構承受空氣、地面效應所產生的負載與慣性負載(Inertia Loads),因而造成結構的偏折,此時將飛機動作參數數據紀錄儲存,建立構成數據資料庫,將相關數據納入分析程式資料庫,進行判別耐久性與破壞容損等相關資料分析,繪製X-R超限管制圖,並重新建立負載/環境譜。藉由設計超限使用檢出系統進行。若能找出結構重要控制點之裂紋成長情況,快速掌握潛在超限情況,如此可降低戰機進廠檢修的頻率與修護成本,協助減少新進維修人員故障誤判及維修之參考依據誘發性失效次數,提昇戰機修護品質,快速掌握戰機潛在超限狀況與原始設計飛機使用壽命年限,以確保機隊安全。
Fighter aircraft structural fatigue is due to cumulative damage from design specifications, aircraft payload, weight, flight speed and altitude and flight operations. The body structure constantly under air and ground effect generated by inertia loads resulting in structure deflection. Structural effect, aircraft movement, flight data compositions are recorded and entered into database for analysis. The program analyzes the data to determine aircraft durability and relative damages in order to establish X-R operation parameters within payload and environmental spectrum. These analyses are critical to improve structural failure detection, reduce maintenance costs and frequency, reduce maintenance personnel’s misjudgment on maintenance, improve quality of maintenance and enhance aircraft durability, reliability and fleet safety.
中文摘要...............................Ⅰ
英文摘要...............................Ⅱ
謝誌...................................Ⅲ
目錄...................................Ⅳ
表目錄.................................Ⅵ
圖目錄.................................Ⅶ
符號說明...............................IX
第一章 緒論
1-1 研究背景............................1
1-2 研究目的............................2
1-3 文獻回顧............................4
1-4 研究流程............................8
1-5 研究架構............................8
第二章 結構負載
2-1 儀器設置............................9
2-2 數據資料擷取........................10
2-3 飛行參數定義........................10
2-4 飛行參數來源........................16
2-5 結構設計條件及規範...................18
2-6 結構負載因素及計算...................25
第三章 超限系統
3-1 結構化系統架構.......................36
3-2 程式撰寫環境及軟體介紹................38
3-3 搜尋系統程式輸入格式..................43
3-4 搜尋系統程式輸出格式..................45
第四章 程式撰寫
4-1 系統架構及流程.......................51
4-2 設計流程圖...........................54
4-3 系統軟體應用.........................54
4-4 超限使用檢出系統操作介面...............63
4-5 超限使用檢出數據資料庫.................67
第五章 結論
5-1 結論................................73
5-2未來展望...............................75
參考文獻..................................76
附錄一:系統程式碼及格式說明簡介.............78

表目錄
頁次
表2-1 機翼設計負載分佈.....................33
表3-1 搜尋系統程式輸入格式.................44
表3-2 各輸入變數的長度.....................49
表3-3 參數超限數據列印.....................50
表4-1 基本使用語法........................58
表4-2 基本三角函數數學運算函數..............58
表4-3 Matlab永久常數......................59
表4-4 計算向量元素統計畫...................59
表4-5 矩陣運算函數........................60
表4-6 常用數學運算函數.....................60
表4-7 程式指令流程控制.....................61
表4-8 基本二維繪圖指令.....................62
表4-9 飛行歷程100秒之數據..................68
表4-10 飛行歷程100秒之超限數據..............70
表4-11 飛行歷程100秒之安全限制數據...........71


圖目錄
頁次
圖1-1 飛行器結構整合計畫工作項目.............4
圖1-2 飛行器結構整合計畫工作流程.............5
圖1-3 系統發展生命週期......................7
圖2-1 DBU-120A記錄器.......................9
圖2-2 飛行動作Time Hacks選取圖示說明........15
圖2-3 飛機三度空間的六自由度................16
圖2-4 飛行器組成結構.......................18
圖2-5 飛行器每一次飛行歷程..................22
圖2-6 飛行器每一次飛行中所承受往復力量的示意圖22
圖2-7 結構材料裂縫成長與時間的關係圖.........24
圖2-8 模擬超限管制圖.......................26
圖2-9 飛行包絡線(或稱速度–高度曲線).......29
圖2-10 V-n圖(或稱為速度-Nz曲線)............29
圖2-11 機翼設計負載示意圖(重心置中).........32
圖2-12 機翼設計負載示意圖(重心在前).........32
圖2-13 機翼設計負載分佈(剪力及彎力矩).......33
圖3-1 各參數與時間的歷程圖..................47
圖3-1 超限管制圖...........................48
圖4-1 系統架構圖...........................51
圖4-2 設計流程圖...........................53
圖4-3 Matlab檔案結構圖.....................55
圖4-4 Matlab軟體介面.......................56
圖4-5 GUI設計操作介面(一).................63
圖4-6 GUI設計操作介面(二).................64
圖4-7 超限系統表單.........................64
圖4-8 M-file檔操作介面.....................66
圖4-9 超限表單數據載入執行..................67
圖4-10 飛行歷程100秒之數據繪製圖.............69
圖4-11 參數數據中100筆超限及安全範圍繪製圖....72
1.“Aircaft Structural Integrity Program, Airplane Requirements, Military Standard Mil-STD-1530A, 1975”.
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