[發明專利]機翼活動翼面在機翼大變形時的試驗載荷施加方法

有效

• 申請號: 201310545066.4
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN103558020A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 王利國;李健;宋曉鶴
• 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: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 李建英

技術領域

本發明屬于強度試驗方法領域，涉及一種機翼活動翼面在機翼大變形時的試驗載荷施加方法。

背景技術

對于大展弦比機翼，機翼試驗中結構變形較大，位移最大可達到甚至超過機翼半展長的10%，翼尖弦平面的轉動角達到10度左右。

由于運動翼面的氣動載荷一般定義在自身局部坐標系下，在試驗過程中，如果不考慮機翼變形的影響，將使縫翼、襟翼等大型活動翼面的載荷嚴重失真，無法保證對縫翼、襟翼等結構的充分考核。

目前國內外機翼試驗大都采用增大加載點到試驗承載框架之間的距離來減少機翼變形對大型活動翼面加載的影響，但這種方法受到試驗空間的限制，很難達到理想的效果。

發明內容

本發明的目的是提出一種不受試驗空間限制的機翼活動翼面在機翼大變形時的試驗載荷施加方法。

本發明的技術解決方案是

步驟1:將機翼活動翼面延翼展方向及弦向分區，并為每個分區建立局部載荷坐標系，活動翼面各分區的試驗載荷定義在本分區局部載荷坐標系下；

步驟2:在活動翼面各分區同展向位置的機翼盒段上建立該分區的參考坐標系，并使本分區局部載荷坐標系和其參考坐標系固聯；

步驟3:按照有限元方法計算出機翼在試驗最終加載狀態下的位移數據；

步驟4:依據機翼有限元位移數據，并且根據活動翼面分區載荷坐標系和該分區機翼盒段上的參考坐標系相對位置不變的關系，推算出活動翼面該分區載荷坐標系在機翼變形后的新位置；

步驟5:按照上述活動翼面分區的幾何屬性和其局部載荷坐標系相對位置不變的關系，確定該活動翼面分區跟隨機翼變形后的新位置；

步驟6:按照活動翼面分區局部載荷坐標系的新位置確定載荷方向，按照活動翼面分區的新位置確定加載點位置，進行試驗載荷加載；

步驟7:重復步驟4-6，直到完成整個機翼活動翼面的試驗載荷加載。

本發明所具有的優點和積極效果

本發明通過活動翼面局部加載坐標系的轉換，較理想的消除了機翼大變形對縫翼、襟翼等大型活動翼面試驗加載準確性的影響，通過活動翼面加載坐標系的轉換來實現試驗過程中活動翼面載荷和機翼變形的協調，從而保證活動翼面加載的真實性。本發明大大減少了傳統方法對試驗空間的要求，降低了試驗費用。本發明解決了機翼試驗時結構大變形對縫翼、襟翼等大型活動翼面加載準確性的影響，同時具備實用性和操作簡單的優點，并且盡可能的減少試驗的空間限制、降級試驗費用。

附圖說明

圖1是本發明確定局部載荷坐標系和參考坐標系的示意圖；

圖2是本發明局部載荷坐標系與參考坐標系固聯關系示意圖,其中，a為原始位置，b為新位置；

圖3是本發明實施例的載荷施加示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作詳細說明。本方法的實施包括以下步驟：

步驟1:將活動翼1面分區，并為每個分區建立局部載荷坐標系2，活動翼面各分區的原始試驗載荷在本分區局部載荷坐標系下定義；分區建立的越密集，實現的活動翼面加載越真實；

步驟2:在活動翼面各分區同展向位置的機翼盒段3上建立該分區的參考坐標系4，并使本分區局部載荷坐標系和其參考坐標系固聯，即局部加載坐標系坐標軸上的點在參考坐標系下的坐標不變；

步驟3:按照有限元方法計算出機翼在試驗最終加載狀態下的位移數據；

步驟4:按照活動翼面各分區載荷坐標系和其機翼相關聯部分參考坐標系相對關系不變的原則，并且依據機翼有限元位移數據，計算出活動翼面各分區載荷坐標系在機翼變形后的新位置；

步驟5:按照活動翼面各分區幾何屬性和其局部載荷坐標系相對關系不變的原則，確定活動翼面各分區跟隨機翼變形后的新位置；

步驟6:按照活動翼面分區局部載荷坐標系的新位置確定載荷方向，按照活動翼面分區的新位置確定加載點位置，進行試驗載荷加載；

步驟7:重復步驟4-6，直到完成整個機翼活動翼面的試驗載荷加載。

采用以上步驟對機翼大變形條件下活動翼面載荷進行定義，保證了活動翼面試驗載荷的正確施加。

實施例

以某大型運輸機全機靜力試驗縫翼試驗為例，進行方法說明。

1)將縫翼按照物理界面分為4個區，在每個分區的中間位置建立局部載荷坐標系5；

2)將每個分區的局部載荷坐標系和最靠近其的機翼前梁部分相關聯，并在該機翼前梁位置分別建立參考坐標系；

3)按照有限元方法計算機翼在試驗最終加載狀態下的位移數據；