舱门作为大型飞机特别是民用飞机中重要且特殊的运动部件,一般包括登机门、货舱门、服务门和应急舱门等。长期以来,我国都缺乏关于大型飞机舱门部件的研究。在民用飞机领域中,与麦道公司的合作生产均是采用直接进口的方式处理舱门等部件,而在转包生产过程中,尽管各制造厂为波音、空客等先进企业制造了各类舱门部件,但是具体设计业务没有分给我们,仅仅局限于简单制造。舱门主要包括结构和机构,其设计必须满足刚度、强度、疲劳、可靠性等要求。本文系统地开展了相关研究工作:总结了空间机构运动学分析的理论基础,对空间构件位姿描述、坐标变换方法等进行了概述。总结了飞机舱门的组成、分布以及开合形式,对舱门机构的组成进行了分解,对其运动机理进行了分析。以CATIA软件的KIN模块作为平台,进行了飞机舱门机构的运动学仿真,获得了舱门开合过程中的空间路径。通过开展登机舱门结构优化设计研究,完成了以下工作内容:根据舱门结构CAD模型和载荷数据,建立了结构有限元模型,完成了结构初始设计方案的有限元分析和强度校核;根据有限元分析结果,在满足初始强度和刚度不减小的情况下,提出了两种优化方案,并且都满足各项约束;建立了舱门机构仿真模型,对初始设计方案进行验证,并无缺陷。考虑了舱门完全关闭时密封带压缩量的影响,提出了两种减小手柄力的改进方案。建立了机构可靠性优化模型,提出了机构运动精度的可靠性优化算法并对舱门拉杆机构进行了分析优化,证明了所提出方法的可行性和有效性。通过开展维护舱门结构动力学分析与仿真,进行了舱门动力学建模,并进行了刚柔耦合验证分析,模型建模准确,计算结果可靠;经过三种方案对比,考虑结构和多体动力学因素,确定采用双侧对称布置气弹簧的结构,门体打开后通过机构气弹簧过死点的设计锁定机构;同时根据实际的试验维护舱门状态对有限元模型进行建模与更新.考虑密封带的因素,最终与实验对比结果一致。本文对某型飞机舱门机构进行了优化设计研究,研究成果可以作为诸如飞行器、汽车、船舶等装备中品质分析与改善的方法基础。