[發(fā)明專利]一種基于iFEM方法及RZT理論的機翼基線動態(tài)位置測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910203304.0
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN109948245B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設計）人: 陳熙源;馬振;楊萍;柳笛;方琳
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23;G06F113/28;G06F119/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于iFEM方法及RZT理論的機翼基線動態(tài)位置測量方法，其特征在于，該測量方法包括以下步驟：

步驟1、機翼模型的確定：根據(jù)所選機翼的空間尺寸數(shù)據(jù)，生成機翼的三維模型，并導入到有限元分析軟件中；

步驟2、機翼表面FBG傳感器陣列和應變花布局排布的設計：根據(jù)機翼的尺寸，在機翼的不同位置布置應變花以及FBG傳感器陣列；

步驟3、基于RZT理論的逆有限元仿真模型的建立：網(wǎng)格劃分時采用三節(jié)點單元；

步驟4、測量數(shù)據(jù)的讀取與轉(zhuǎn)換：結(jié)合計算機的數(shù)據(jù)同步，在機翼上模擬施加彎曲、扭轉(zhuǎn)和膜變形的均勻分布力，分別讀取FBG傳感器和應變花傳感器的數(shù)據(jù)，通過運算解算出機翼上各點的空間位置坐標；

步驟5、機翼基線動態(tài)位置的獲取：通過借助于FBG傳感器和應變花傳感器獲取的數(shù)據(jù)以及有限元分析，最后得出基線的動態(tài)測量結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于iFEM方法及RZT理論的機翼基線動態(tài)位置測量方法，其特征在于：所述的機翼模型為大展弦比的機翼，有助于所述的應變花以及FBG傳感器陣列的布局排布設計。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于iFEM方法及RZT理論的機翼基線動態(tài)位置測量方法，其特征在于：所述機翼模型分成3層，坐標系采用正交坐標系(x₁,x₂,z)，其中(x₁,x₂)為平面內(nèi)坐標，z為機翼厚度方向即撓度方向坐標；使用的三節(jié)點單元具有各向異性，每個節(jié)點有9個自由度；

沿x₁、x₂方向的膜位移及沿著z軸方向橫向撓度的推導公式分別為：

式中，u(x)、v(x)分別表示x₁、x₂方向的膜位移；ω(x)表示z軸方向的橫向撓度；i表示第i層，i＝1,2,3；u_i、v_i、w_i分別表示三節(jié)點單元沿著x₁,x₂,z軸正方向的自由度；θ_xi、θ_yi分別表示沿著x1、x2軸經(jīng)典逆時針旋轉(zhuǎn)的自由度；分別表示沿著x₁、x₂軸之字形逆時針旋轉(zhuǎn)的自由度；θ_zi表示z軸角點旋轉(zhuǎn)的自由度；表示z軸人工之字形旋轉(zhuǎn)的自由度；N_i為三角形線性面積參數(shù)坐標，L_i、M_i為等插值函數(shù)；

z軸方向的橫向撓度ω(x)，以及沿x₂軸正方向彎曲幅度P₁(x)和x₁負方向之字形旋轉(zhuǎn)幅度P₂(x)的推導公式可由節(jié)點自由度w_i、θ_αi、分別表示為：

每個傳感器的配置時，采用平滑單元的分析方法，即根據(jù)機翼的尺寸將機翼劃分成若干個三角形單元。