[發明專利]一種基于艙門細節模型的強度校核方法

在審

• 申請號: 201710200427.X
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN107085631A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 楊華倫;李超;衛康斌
• 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: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙)11526
• 代理人: 劉麗萍

技術領域

本發明屬于飛機結構強度設計領域，尤其涉及一種基于艙門細節模型的強度校核方法。

背景技術

隨著民用航空技術的發展，適航條例對于飛機艙門的要求日益嚴格，相應的對艙門設計提出了更高的要求。一方面艙門結構有限元模型網格劃分趨于精細化，但是細節化的有限元計算結果不適用于現有的強度校核方法，不能直接用來進行強度校核，必須進一步處理后，再對結構進行強度校核；另一方面，艙門結構的計算需要考慮單個元件失效的破損安全工況，由于需要考慮的破壞部位較多，造成破損安全計算模型的數量繁多。

以上兩個方面的原因造成了有限元計算結果數據信息量急劇增加，同時需要把細節模型計算結果轉化為適用于強度校核方法的計算數據，因此需要建立一種新的方法來完成基于艙門細節模型的強度校核工作。

發明內容

本發明提供了一種基于艙門細節模型的強度校核方法，將細節模型計算結果轉化為適用于強度校核方法的計算數據，同時給出強度校核結果。

本發明基于艙門細節模型的強度校核方法，主要包括以下步驟:

S1、建立所述艙門的有限元模型，所述有限元模型將所述艙門的各結構劃分為若干區域；

S2、根據所述有限元模型數據構建所述艙門的完整結構計算模型和破損安全計算模型；

S3、根據所述完整結構計算模型和所述破損安全計算模型進行靜力計算，所述靜力計算包括節點平衡力計算、板殼單元等效應力計算、梁單元應力恢復點應力計算以及梁單元與桿單元之間的軸向應力計算；

S4、根據步驟S3的計算結果得到適于強度校核方法計算的數據，所述適于強度校核方法計算的數據包括各結構的應力檢查工作應力以及各結構的穩定性計算工作應力；

S5、計算各結構的應力檢查許用值及各結構的穩定性計算許用值，并與步驟S4中的對應結構的相應的工作應力比較，得到各結構的安全裕度，所述安全裕度包括應力檢查的安全裕度及穩定性安全裕度。

優選的是，步驟S2的所述有限元模型數據至少包括模型的節點數據、單元數據、材料屬性數據、單元屬性數據以及邊界條件數據。

上述方案中優選的是，步驟S2中，所述完整結構計算模型包括所有艙門結構、所有邊界約束條件以及以2Δp壓力載荷為極限載荷進行計算，其中Δp 為飛機座艙最大壓差。

上述方案中優選的是，步驟S2中，所述破損安全計算模型包括以1.15Δ p壓力載荷為極限載荷進行計算，其中Δp為飛機座艙最大壓差，且對任一種失效情況分別建立所述破損安全計算模型，所述失效情況包括止動接頭失效或者梁斷開，所述梁包括橫梁或縱梁。

上述方案中優選的是，所述步驟S1及S4中的所述結構包括蒙皮、梁腹板、內緣條以及外緣條。

上述方案中優選的是，步驟S4中，所述蒙皮、梁腹板、內緣條以及外緣條的應力檢查工作應力為各自結構的所有步驟S1劃分的區域的工作應力絕對值的最大值，所述蒙皮及梁腹板的工作應力為步驟S3中計算的板殼單元等效應力，所述外緣條的工作應力為步驟S3中計算的梁單元與桿單元之間的軸向應力，所述內緣條工作應力為步驟S3中計算的梁單元應力恢復點應力。

上述方案中優選的是，步驟S4中，所述蒙皮及梁腹板的穩定性計算工作應力包括壓縮應力、剪切應力及彎曲應力；所述內緣條以及外緣條的穩定性計算工作應力為各區域內梁單元與桿單元之間的軸向應力絕對值的最大值。

上述方案中優選的是，步驟S5中，所述穩定性計算許用值包括對內緣條或外緣條采用板元法計算其失穩臨近應力，所述板元法為將所述內緣條或外緣條劃分為若干板元，分別計算每一板元的失穩臨界值，并將所有板元中最小的失穩臨界值作為內緣條或外緣條的失穩臨界值。

本發明的優點在于：

1)本發明提供的方法可以完成基于艙門細節模型的強度校核工作，規范了艙門強度校核流程，避免了設計工作的人為誤差。

2)本發明提供的方法簡單可靠，提高設計效率，具有較大的應用價值。

附圖說明

圖1為本發明基于艙門細節模型的強度校核方法的一優選實施例的流程圖。

圖2為本發明圖1所示實施例的艙門模型的區域劃分示意圖。

圖3為本發明圖1所示實施例的梁單元應力恢復點示意圖。

圖4為本發明圖1所示實施例的內緣條分解為板元示意圖。

圖5為本發明圖1所示實施例的外緣條分解為板元示意圖。

具體實施方式