[發(fā)明專利]一種飛行器結(jié)構(gòu)傳載特性模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611160331.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106840721B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柴慧;李健;趙占文;張磊;周銀華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
• 主分類號(hào): G01M99/00
• 分類號(hào): G01M99/00
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心 11008
• 代理人: 王世磊

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)/強(qiáng)度試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種飛行器結(jié)構(gòu)傳載特性模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。步驟一，確定模型機(jī)的縮放比例，并選擇與原型機(jī)相同的材料；設(shè)定：應(yīng)力相似比：C_σ＝σ_原型/σ_模型；應(yīng)變相似比：C_s＝ε_原型/ε_模型；位移相似比：C_δ＝δ_原型/δ_模型；面積力相似比：C_q＝q_原型/q_模型；步驟二，根據(jù)相似理論與方程分析法導(dǎo)出如下相似指標(biāo)：幾何方程：物理方程：力邊界條件：集中力：集中力矩：步驟三，保證原型與模型中的應(yīng)力應(yīng)變不變，即C_ε＝1、C_σ＝1；模型試驗(yàn)中，保證與原型具有相同的約束，并施加如下載荷步驟四，由模型試驗(yàn)中測(cè)得的物理量，按照如下關(guān)系式反推原型的物理量位移：δ_原型＝δ_模型C_L；應(yīng)變：ε_原型＝ε_模型；應(yīng)力：σ_原型＝σ_模型。可以對(duì)結(jié)構(gòu)傳載特性進(jìn)行準(zhǔn)確、較為快速的評(píng)估，并降低飛行器方案論證階段的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于結(jié)構(gòu)/強(qiáng)度試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種飛行器結(jié)構(gòu)傳載特性模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

在飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初期，往往存在多種不同的布局方案。對(duì)于一些特別重要的方案，需要通過(guò)整機(jī)靜力試驗(yàn)來(lái)研究結(jié)構(gòu)的傳載特性，驗(yàn)證數(shù)值分析結(jié)果，最終對(duì)結(jié)構(gòu)效率進(jìn)行準(zhǔn)確、較為快速的評(píng)估。在這個(gè)階段進(jìn)行全尺寸的靜力試驗(yàn)是不現(xiàn)實(shí)的，需要投入巨大的時(shí)間與經(jīng)濟(jì)成本。因此，尋求飛行器結(jié)構(gòu)的靜力模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的：提供一種基于經(jīng)典相似理論的飛行器結(jié)構(gòu)靜力模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，通過(guò)模型試驗(yàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的傳載特性進(jìn)行準(zhǔn)確、較為快速的評(píng)估，從而成倍地縮短試驗(yàn)周期與規(guī)模，節(jié)約成本，并降低飛行器方案論證階段的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種飛行器結(jié)構(gòu)傳載特性模型試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述的方法包括如下步驟：

步驟一，確定模型機(jī)的縮放比例L_原型/L_模型＝C_L，并選擇與原型機(jī)相同的材料，彈性模量C_E＝E_原型/E_模型＝1、泊松比：C_μ＝μ_原型/μ_模型＝1；

設(shè)定：應(yīng)力相似比：C_σ＝σ_原型/σ_模型；應(yīng)變相似比：C_ε＝ε_原型/ε_模型；

位移相似比：C_δ＝δ_原型/δ_模型；面積力相似比：C_q＝q_原型/q_模型；

步驟二，根據(jù)相似理論與方程分析法導(dǎo)出如下相似指標(biāo)：

幾何方程：物理方程：力邊界條件：

這里的q為單位面積上作用的載荷；

如果載荷為集中力或集中力矩則對(duì)應(yīng)的相似指標(biāo)為：

集中力：集中力矩：

步驟三，保證原型與模型中的應(yīng)力應(yīng)變不變，即C_ε＝1、C_σ＝1；根據(jù)步驟二中相似指標(biāo)計(jì)算模型試驗(yàn)中施加的載荷和所測(cè)得位移與原型的關(guān)系

模型試驗(yàn)中，保證與原型具有相同的約束，并施加如下載荷