[發明專利]帶耳片薄壁矩形空心梁截面尺寸的確定方法

無效

• 申請號: 201110232656.2
• 申請日: 2011-08-15
• 公開（公告）號: CN102419163A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 羅務揆;曾憲昂;唐長紅
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G01B21/02
• 分類號: G01B21/02
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 梁瑞林

技術領域

本發明屬于結構力學領域，涉及一種用于高速顫振模型設計的、帶耳片的薄壁矩形空心梁截面尺寸的確定方法。

背景技術

高速顫振模型可以用來獲取飛機及其部件的跨聲速顫振特性，而高速顫振模型通常需要很小的梁架質量來提供很大的翼面剛度，而為了可以滿足三向剛度的設計要求，帶耳片的矩形薄壁空心梁截面是一個理想的設計形式。目前通常需要通過試湊的方法獲取滿足要求的截面尺寸。試湊法的思路如下：首先，憑經驗給出一組尺寸數據，包括壁厚和耳片厚度t、矩形等效寬度a、等效高度b和空心梁截面總寬L；其次，計算截面的特性，包括垂直向慣性矩I_x、側向慣性矩I_y和極慣性矩J，和預定數值進行比較，獲取特性誤差；再次，如果誤差較大，則調整截面尺寸數據，重新進行截面特性的計算，再和預定數值進行比較，再次獲取特性誤差，并進行誤差判斷。通過這種不斷地試湊調整和迭代的方法，直至截面特性的誤差滿足要求為止；最終獲得滿足誤差要求的截面尺寸。試湊的方法有如下缺點：第一、調整截面尺寸數據需要設計人員的經驗，憑經驗給出的尺寸數據往往誤差很大，甚至會出現很難調整出滿足設計要求的尺寸的情況，影響模型截面剛度的精度，增加了模型設計的不確定性；第二、通過試湊法要確定截面尺寸，需要進行多輪次的人工調整和判斷，時間長，效率低，嚴重影響模型設計周期。

發明內容

本發明的目的是：提出一種用于高速顫振模型設計的、帶耳片的薄壁矩形空心梁截面尺寸的確定方法，以提高模型截面剛度的精度，減少模型設計的不確定性，縮短確定截面尺寸的時間，提高顫振模型的設計效率。

本發明的技術解決方案是：帶耳片薄壁矩形空心梁截面尺寸的確定方法，在保證帶耳片矩形薄壁空心梁具有預定數值的垂直向慣性矩I_x、側向慣性矩I_y和極慣性矩J以及壁厚和耳片厚度均為t的情況下，確定其矩形的等效寬度a、等效高度b和空心梁截面總寬L，其特征在于，確定帶耳片薄壁矩形空心梁截面尺寸的步驟如下：

1、計算薄壁矩形空心梁在具有預定數值的垂直向慣性矩I_x和極慣性矩J以及壁厚和耳片厚度均為t時的矩形等效寬度a₁和等效高度b₁：

1.1、根據下式計算第一中間變量p和第二中間變量q：

p=3t(4Ix+J)q=9Ixt2(4Ix-J)...[1]]]>

1.2、根據下式計算第三中間變量s：