由表1数据可以看出，门体下部与门框的刚度匹配差值较大，门体上部与门框的刚度匹配差值次之，但下部差值由密封带横截面的半径进行补偿，而上部仅由压缩后的回弹进行补偿，所以在上部与下部刚度匹配差值较为接近的情况下，上部的密封性能较下部差；航向前侧和航向后侧门体与门框的刚度匹配差值最小且基本相同，均可由密封带的变形进行补偿。

综合分析，可以得到门体与门框刚度匹配差值不合理是造成前服务门密封性能不佳的主要原因，因而就要改进前服务门结构，使其刚度匹配较为合理，密封带能够弥补刚度匹配差值，保证前服务门良好的密封性能。

4、结构改进方案

为了使前服务门门体与门框刚度匹配趋于合理，提出以下结构改进方案：

4.1、方案一：门框改为机加框

将门框改为机加件，并在每个接头处增加立筋，以增加接头安装区域的刚度，如图6所示。

图6 门框改为机加件

将门框改成机加框后，在极限气密载荷2△P作用下，门体与门框的变形数据见表2，门体的变形减少到6.845mm，变形减少12.5%，门体与门框的上部相对变形由3.892mm减少到2.924mm。

在气密载荷下，门体与门框的变形是随着压强的增大或减少基本呈线性变化的。在气密试验载荷△P=0.033时，门体与门框的上部相对变形由1.819mm减少为1.366mm，减少了24.9%。

4.2、方案二：门框区域加强——加强隔板

门框区域用加强隔板进行加强，如图7所示。门框区域加强后门体与门框变形如图2.4所示，门体与门框变形数据见表3。

经过计算，加强门框区域后门体与门框的相对变形与未加强前变化不大。此方案不可行。

4.2、方案三：改变门体与门框上部、下部接头位置

由于前服务门上部、下部相对变形较大，因而可以将门体与门框上部两个接头位置向上移动，下部两个止动接头位置向下移动（如图8所示），以改变气密载荷的传力路线，减少相对的变形。

受舱门空间结构的限制，上部接头只能向上移动30mm，下部接头只能向下移动10mm，通过计算，变形数据见表6。

改变门体与门框上接头位置后，在极限气密载荷2△P作用下，门体与门框的相对变形与接头位置未改变前变化不大。此方案不可行。

4.3、方案四：改变门体与门框上部、下部接头位置，并将门框改为机加框

结合方案三和一，改变门体与门框上部、下部接头位置，并将门框更改为机加框，在每个接头处增加立筋，以增加接头安装区域的刚度。通过计算，变形数据见表7。

改变门体与门框上部、下部接头位置，并将门框改为机加框后，在极限气密载荷2△P作用下，门体的变形减少到6.322mm，变形减少19.19%，门体与门框的上部相对变形由3.892mm减少到2.372mm，变形减少39.05%。

此方案虽说可以较大幅度的减少门体与门框的相对变形，但改动量较大且涉及到运动机构焦点的变动，在改动之后要重新做强度试验，重新适航取证，因而实际执行起来有较大的难度。

综合以上分析，采用改动量比较小的方案一：将门框改为机加框。此时，在极限气密载荷下，门体与门框上部的刚度匹配差值为2.924mm，完全可以由密封带的压缩后的变形量来弥补；而上部的刚度匹配差值为3.990mm，可由密封带横截面的半径进行补偿；航向前侧和航向后侧门体与门框的刚度匹配差值均减少到2mm以下，亦可由密封带的变形进行补偿。因而此方案可行。

5、结论

本文对某型飞机前服务门强度刚度进行分析，最终确定了前服务门密封性能不佳的主要原因是门体与门框刚度匹配差值过大，密封带的变形无法弥补此差值，从而造成前服务门漏气。以此为切入点，改进前服务门门框结构，提高门框刚度，减少门体与门框刚度匹配差值，使密封带的变形能够弥补此差值，从而保证前服务门良好的密封性能。

此外，通过对前服务门强度刚度的分析，能够提高设计工程师的设计水平和工作效率，同时在分析过程中发现HyperMesh在网格划分方面、RADIOSS在线性求解方面表现出相当卓越的性能。

6、参考文献
HyperWorks User's Manual
牛春匀编.实用飞机结构设计[M].北京：国防工业出版社，1991

Strength and Stiffness Analysis and Structure Improvement of the Forward Service Door of a Certain Aircraft

Guo Qi    Ren Shun

Abstract: With the forward service door of a certain aircraft as the research object, adopt HyperMesh software to create finite element model, through analysis of the strength and stiffness under the limit airtight load, to get the distribution of stress and deformation of the forward service door. So as to determine the actual situation of stiffness match of forward service door body and frame, find out the reasons for poor seal performance of the forward service door, then put forward and verify the structure improvement method to solve the problem.

Keywords: HyperMesh;   Strength And Stiffness;   Finite Element Simulation;  Stiffness Match