[發明專利]一種系留浮空器的頭錐的設計方法

在審

• 申請號: 201810059549.6
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN110069792A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 東莞前沿技術研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;盧軍峰

本發明公開了一種系留浮空器的頭錐的設計方法，該設計方法包括：步驟S1，獲取頭錐的一組設計參數；步驟S2，根據頭錐的幾何尺寸信息，分別構建骨架模型和連接裝置模型，并將骨架模型和連接裝置模型進行裝配，得到初始頭錐模型；步驟S3，對初始頭錐模型進行離散處理，以得到離散化的頭錐模型，并且在離散化的頭錐模型的基礎上，將骨架模型和連接裝置模型的接頭處進行耦合，以得到頭錐模型；步驟S4，定義載荷條件和邊界條件，以及根據載荷條件和邊界條件，對頭錐模型進行應力分析，并將應力分析結果進行保存；步驟S5，自動重復執行步驟S1至步驟S4，以得到多組不同的設計參數所對應的多個頭錐模型的應力分析結果，以及選取最優的一組設計參數。

技術領域

本發明涉及浮空器的設計領域，具體來說，涉及一種系留浮空器的頭錐的設計方法。

背景技術

頭錐是系留氣球的主要部件，其位于囊體前端。頭錐主要作用為滿足系留氣球牽引和地面系留的需要，將牽引和地面系留時的集中載荷較均勻的傳遞給囊體，并維持飛艇頭部形狀。

因此，在對系留氣球的頭錐進行設計的過程中，如何定義頭錐的各類參數是一個十分關鍵的問題。頭錐部件的各類參數很多，現有技術是通過對各種設計參數下的每一種型號進行有限元仿真并比較各種方案，浪費了設計人員的大量的時間。

針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

針對相關技術中的問題，本發明提出一種系留浮空器的頭錐的設計方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

為了解決現有技術中存在的問題，本發明公開了一種系留浮空器的頭錐的設計方法，該系留浮空器的頭錐的設計方法包括：步驟S1，獲取頭錐的一組設計參數，其中，設計參數包括頭錐的幾何尺寸信息；步驟S2，根據頭錐的幾何尺寸信息，分別構建骨架模型和連接裝置模型，并將骨架模型和連接裝置模型進行裝配，得到初始頭錐模型；步驟S3，對初始頭錐模型進行離散處理，以得到離散化的頭錐模型，并且在離散化的頭錐模型的基礎上，將骨架模型和連接裝置模型的接頭處進行耦合約束，以得到頭錐模型；步驟S4，定義載荷條件和邊界條件，以及根據載荷條件和邊界條件，對頭錐模型進行應力分析，并將應力分析結果進行保存；步驟S5，自動重復執行步驟S1至步驟S4，以得到多組不同的設計參數所對應的多個頭錐模型的應力分析結果，以及根據已知的判定條件和多組應力分析結果，選取最優的一組設計參數。

根據本發明的一個實施例，根據頭錐的幾何尺寸信息，構建骨架模型包括：步驟21，根據幾何尺寸信息中的多個元素，構建參數化模型；步驟 22，根據參數化模型和幾何尺寸信息，分別確定骨架模型中的底環的半徑信息、骨架模型中的輻條數目信息和輻條高度信息、和接頭處的頂環的半徑信息；步驟S23，根據底環的半徑信息、輻條數目信息、輻條高度信息和頂環的半徑信息，構建骨架模型，其中，骨架模型包括：底環、頂環、和設置在底環和頂環之間的多根輻條。

根據本發明的一個實施例，幾何尺寸信息中的多個元素至少包括：輻條的內壁厚度信息、底環的內壁厚度信息、輻條的環截面的外半徑信息、底環的環截面的外半徑信息、底環的半徑信息、輻條的傾斜角信息、輻條的數目信息。

根據本發明的一個實施例，根據頭錐的幾何尺寸信息，構建連接裝置模型包括：步驟S41，設置連接裝置模型中的法蘭的第一幾何尺寸信息，并根據第一幾何尺寸信息，構建連接裝置模型中的法蘭模型；步驟S42，設置連接裝置模型中的連接頭的第二幾何尺寸信息，并根據第二幾何尺寸信息，構建連接裝置模型中的連接頭模型；步驟S43，將法蘭模型和連接頭模型的重疊部分刪除，從而法蘭模型和連接頭模型構成連接裝置模型。

根據本發明的一個實施例，第一幾何尺寸信息包括：法蘭底部圓柱尺寸信息、法蘭頂部圓柱尺寸信息。

根據本發明的一個實施例，第二尺寸信息包括：連接頭底部尺寸信息、連接頭頂部尺寸信息。