随着国家对通航发展的大力支持,通航领域处于不断拓展的阶段,直升机改装结构的应用也随之呈现不断增长的趋势。虽然目前国内直升机改装的实践日益广泛,但是改装取证的研究还远未成熟。改装申请人往往不清楚改装取证的流程以及符合性验证的方法,需要不断的向局方咨询,反复修改相关工作,从而导致取证周期长、取证效率低。强度验证是符合性验证的基础项目,同时也是局方审查的重点项目。局方要求申请人具备完成强度验证的能力,对申请人提出较高的要求。因此,强度符合性验证方法的研究,将有助于提高取证的效率。论文主要研究的内容如下:(1)针对直升机改装取证缺乏系统流程和方法的问题,深入研究适航的规章及法规文件,从适用于通航改装的适航管理体系出发,总结了直升机改装的适航管理模式;结合局方对通航新修订的审定政策AP-21-14和AP-21-15,总结了设计大改和设计小改的申批方式;系统、全面的总结了直升机改装取证的流程,包括申请文件、召开技术性熟悉会议的内容、符合性验证的项目、提交型号设计资料的内容、最终符合性审查会的汇报内容等等。(2)针对直升机改装强度符合性验证的过程的要求问题,本文结合CCAR-21规定的设计保证系统的要求,总结了强度验证过程的三个基本要求:工程设计、审定基础的确定以及符合性验证方法的筛选。工程设计要求包括概念性的方案设计以及实质性的模型和图纸设计;审定基础的确定包括根据AC-21-AA-2014-36确定审定文件和筛选审定基础条款的方法;符合验证方法的筛选包括MC0-MC9的适用性以及总结的筛选原则。强度验证的要求为符合性验证的过程提供依据。(3)针对直升机改装件缺乏系统的静强度符合性验证方法的问题,本文首先根据强度验证的要求,总结了静强度的审定基础要求,筛选出静强度的符合性验证方法MC2分析计算和MC4试验验证,完成了实例改装结构-医疗设备固定架及挂架的工程设计。分析验证的过程,结合强度理论,采用有限元仿真分析的方法,建立有限元模型、模型离散化处理、设置约束及边界条件、确定载荷、建立模型平衡方程、最后完成应力计算。结合应力分析结果,按照强度校核的标准及验证要求,完成实例的验证分析;试验验证的过程,采用多功能试验台以及液压设备,按照试验大纲,完成不同极限载荷状态的实例验证分析。(4)针对直升机改装件缺乏系统的疲劳强度符合性验证方法的问题,在基于静强度验证方法的基础上,总结了疲劳强度的审定基础,筛选出疲劳强度的符合性验证方法,完成实例改装结构-吊钩的工程设计。验证的过程从三方面展开:疲劳结构评定、载荷状态分析以及疲劳寿命计算。疲劳结构评定的方法取决于结构的类型,即关键件、重要件以及一般件;载荷的分析需要依据实测飞行载荷数据;疲劳计算的过程可以采用名义应力法,结合有限元仿真方法,建立有限元模型、模型离散化处理、设置约束及边界条件、确定载荷、建立模型平衡方程、应力计算,通过拟合公式完成材料S-N曲线的保守拟合,考虑应力集中系数、表面参数完成S-N曲线的修正,采用平均应力修正法对应力修正,采用应力组合法完成S-N曲线应力和有限元计算应力的等效对比,采用累积损伤准则完成损伤损伤计算,最终确定疲劳寿命。根据疲劳寿命确定易破坏部位,同时对比目标寿命,完成实例验证分析。