[發明專利]一種飛機結構方案快速設計的優化方法

在審

• 申請號: 202010851675.2
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112131656A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 劉明輝;李宇飛;徐維;方雄;楊文;熊雅晴;黨萬騰;周子昀;劉忠
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 尹新路

本發明提出了一種飛機結構方案快速設計的優化方法，包括以下步驟：步驟1：進行結構布置：在飛機總體布局和外形的基礎上，確定主承力構件的位置，形成結構布局定義，最終生成骨架模型；步驟2：定義結構參數：在骨架模型的基礎上進行結構參數定義，生成骨架模型的主承力結構的幾何線框模型的主要截面參數；步驟3：進行有限元分析，生成飛機的有限元分析模型；步驟4：對有限元分析模型進行設計評估；步驟5：根據設計評估結構進行結構參數優化；步驟6：進行結構布置參數的調整，得到飛機結構設計方案。本發明通過上述操作實現了成體系、全面、快速且高質量的飛機結構方案快速設計及優化。

技術領域

本發明屬于飛機結構設計技術領域，具體地說，設計一種飛機結構方案快速設計的優化方法。

背景技術

現飛機結構方案設計是飛機設計過程中非常重要的一環，在很大程度上決定了飛機的安全性、重量、性能、壽命、制造成本和使用成本。在結構方案設計中，不僅需要滿足總體、強度、系統、電氣等其他專業的協調要求和約束條件，并且涉及到結構布局、結構、機構、強度、剛度、氣動彈性、疲勞、損傷容限等多個學科，同時還涉及到設計、制造、售后服務等多個部門。在飛機結構設計不同階段，需要根據各系統、各學科、各部門之間相互聯系、相互制約的關系，考慮成百上千個設計變量、目標、工程約束條件，進行大量的設計方案對比、設計更改和優化，不斷地進行設計協調和循環，以最終獲得有競爭力的飛機結構設計方案。飛機結構方案設計是一項高度復雜的系統工程，在這一過程中，目前的設計方式還是離散的、孤立的、不系統的，設計過程不規范，工具軟件沒有集成，數據流沒有打通，數據體系分散林立，而且沒有設計規則和方法庫引導各個設計環節的工作，造成設計過程的人工重復性勞動較多、設計工作量大，嚴重依賴設計員的經驗進行設計決策，設計周期長、人員素質要求高，設計質量難保證。存在的種種瓶頸使得無法有效應對迫在眉睫的型號研制任務，也很難保證飛機結構設計專業的長遠發展。

發明內容

本發明針對現有技術的上述問題，提出了一種飛機結構方案快速設計的優化方法，通過依次進行結構布置、定義結構參數、有限元分析、設計評估、結構參數優化、結構布置參數調整等，實現了成體系、全面、快速且高質量的飛機結構方案快速設計及優化。

本發明的具體實現方法如下：

本發明提出了一種飛機結構方案快速設計的優化方法，包括以下步驟：

步驟1：進行結構布置：在飛機總體布局和外形的基礎上，確定主承力構件的位置，形成結構布局定義，最終生成骨架模型；

步驟2：定義結構參數：在骨架模型的基礎上進行結構參數定義，生成骨架模型的主承力結構的幾何線框模型的主要截面參數；

步驟3：基于主要截面參數，進行有限元分析，生成飛機的有限元分析模型；

步驟4：對有限元分析模型進行設計評估；

步驟5：根據設計評估結構進行結構參數優化；

步驟6：進行結構參數的調整，得到飛機結構設計方案。

為了更好地實現本發明，進一步地，所述步驟4具體包括以下步驟：

步驟4.1：靜強度評估；

步驟4.2：耳片接頭強度評估；所述耳片接頭強度分為耳片拉伸強度、耳片剪切/擠壓強度、耳片拉彎組合受力強度三種情況；

步驟4.3：釘載評估。

為了更好地實現本發明，進一步地，所述步驟4.1包括以下步驟：

步驟4.1.1：根據網格模型，獲取所要評估的網格單元對象，以及所要評估的網格單元所用的金屬材料，從而獲取金屬材料許用應力；

步驟4.1.2：根據有限元模型和計算分析結果，獲取每個網格單元所對應的單元和節點，獲取計算分析結果中所在區域的最大應力；