[發明專利]一種飛機高速顫振模型四耳片空心梁截面尺寸的確定方法

無效

• 申請號: 201210451713.0
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN102944201A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 羅務揆
• 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: 杜永保

技術領域

本發明屬于航空結構力學領域，涉及一種用于高速顫振模型設計的，高效率高精度的一種飛機高速顫振模型四耳片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，帶雙耳片的矩形薄壁空心梁截面和工字形空心梁截面是兩種理想的設計形式。

以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。

參見中國專利《一種帶耳片的矩形薄壁空心梁截面尺寸的確定方法》（申請號201110232656.2），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、極慣性矩J以及壁厚和耳片厚度均為t的情況下，可直接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，這種方法不需要試湊，而且精度和效率都很高。但這種方法對應的截面的特點是耳片位于截面的中性面上，這種截面有可能會因為等效高度b值過大而帶來模型設計及加工上的麻煩。

參見中國專利《一種飛機高速顫振模型工字形空心梁截面尺寸的確定方法》（申請號201210146167.X），在保證工字形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、極慣性矩J以及壁厚為t、耳片厚度為t_r的情況下，可直接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，同樣的這種方法精度和效率都很高。在相同截面特性目標值的條件下，這種方法有效地降低了截面的總高度。但是由于耳片位于矩形的四個角點，對應的截面的寬度有所增加，可能會因為總寬L值過大而帶來模型設計及加工上的麻煩。

發明內容

本發明的目的是：提出一種飛機高速顫振模型四耳片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，并且本發明提出的帶四個耳片的薄壁矩形空心梁的耳片高度可以調整，在相同截面特性目標值的條件下，在一定程度上可以調整截面的總高度和總寬度，滿足尺寸限制要求。

本發明的技術方案是：一種飛機高速顫振模型四耳片空心梁截面尺寸的確定方法，在保證飛機高速顫振模型四耳片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、極慣性矩J、矩形薄壁空心梁壁厚為t、耳片厚度為t_r和耳片高度比n₂的情況下，確定其矩形的等效寬度a₃、等效高度b₃、耳片高度b_r和空心梁截面總寬L₃；這里規定所有的長度單位為mm，包括以下步驟：

步驟一、令n_r＝t_r/t????????????????……………………………[1]

步驟二、計算不帶耳片的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以及矩形薄壁空心梁壁厚為t和耳片厚度為t_r時的矩形等效寬度a₁和等效高度b₁：