[發(fā)明專利]一種尾部結(jié)構(gòu)的強度設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011021481.6
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112173159A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊嬋;查丁平;呂樂豐;王瑩;田中強;徐程程;簡成文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國直升機設(shè)計研究所
• 主分類號: B64F5/00
• 分類號: B64F5/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王世磊

1.一種尾部結(jié)構(gòu)的強度設(shè)計方法，所述尾部結(jié)構(gòu)為高置平尾支撐在垂尾上的尾部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述方法包括：

S1，確定尾部結(jié)構(gòu)受載超過預(yù)設(shè)載荷門限的多個飛行工況；

S2，在每個飛行工況下，確定平尾的氣動載荷大小、垂尾的氣動載荷大小和方向、尾槳載荷和\或尾推載荷大小和方向、尾部結(jié)構(gòu)的慣性載荷大小和方向；

S3，根據(jù)垂尾的氣動載荷方向，得到平尾非對稱載荷方向與垂尾氣動載荷方向的多種方向組合狀態(tài)；

S4，將平尾非對稱載荷方向與垂尾氣動載荷方向的每種方向組合狀態(tài)分別加載到所述尾部結(jié)構(gòu)的強度分析有限元模型的對應(yīng)加載點上，從而根據(jù)所述尾部結(jié)構(gòu)的強度分析有限元模型對所述尾部結(jié)構(gòu)進行強度分析。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尾部結(jié)構(gòu)的強度設(shè)計方法，其特征在于，在S4之前，所述方法還包括：

建立尾部結(jié)構(gòu)的強度分析有限元模型，所述尾部結(jié)構(gòu)包含：尾梁、垂尾、平尾及過渡段結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種尾部結(jié)構(gòu)的強度設(shè)計方法，其特征在于，S1具體為：

確定需要考慮平尾非對稱載荷的飛行狀態(tài)；

在每種飛行狀態(tài)下根據(jù)尾部結(jié)構(gòu)的載荷六力素，確定尾部結(jié)構(gòu)受載超過預(yù)設(shè)載荷門限的多個飛行工況。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種尾部結(jié)構(gòu)的強度設(shè)計方法，其特征在于，確定需要考慮平尾非對稱載荷的飛行狀態(tài)，所述飛行狀態(tài)包括：偏航和滾轉(zhuǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種尾部結(jié)構(gòu)的強度設(shè)計方法，其特征在于，確定尾部結(jié)構(gòu)受載超過預(yù)設(shè)載荷門限的多個飛行工況，多個飛行工況包括最大設(shè)計重量前限左偏航、最大設(shè)計重量后限左偏航、小重量前限左滾轉(zhuǎn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種尾部結(jié)構(gòu)的強度設(shè)計方法，其特征在于，定義飛機航向為X軸正向，飛機逆航向的右側(cè)為Y軸正向，根據(jù)右手定則確定垂直XOY平面向上為Z軸正向；根據(jù)XOZ平面將平尾分為左右兩側(cè)；

S3具體為：當(dāng)垂尾的氣動載荷方向為Y軸負(fù)向時，得到平尾非對稱載荷方向與垂尾氣動載荷方向的多種方向組合狀態(tài)；

所述多種方向組合狀態(tài)包含：垂尾氣動載荷方向為Y軸負(fù)向，平尾氣動載荷方向為平尾右側(cè)100％載荷向下、平尾右側(cè)100％載荷向上、平尾左側(cè)100％載荷向下、平尾左側(cè)100％載荷向上、平尾左側(cè)50％載荷向上和平尾右側(cè)50％載荷向下、平尾左側(cè)50％載荷向下和平尾右側(cè)50％載荷向上。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種尾部結(jié)構(gòu)的強度設(shè)計方法，其特征在于，定義飛機航向為X軸正向，飛機逆航向的右側(cè)為Y軸正向，根據(jù)右手定則確定垂直XOY平面向上為Z軸正向；根據(jù)XOZ平面將平尾分為左右兩側(cè)；

S3具體為：當(dāng)垂尾的氣動載荷方向為Y軸正向時，得到平尾非對稱載荷方向與垂尾氣動載荷方向的多種方向組合狀態(tài)；

所述多種方向組合狀態(tài)包含：垂尾氣動載荷方向為Y軸正向，平尾氣動載荷方向為平尾右側(cè)100％載荷向下、平尾右側(cè)100％載荷向上、平尾左側(cè)100％載荷向下、平尾左側(cè)100％載荷向上、平尾左側(cè)50％載荷向上和平尾右側(cè)50％載荷向下、平尾左側(cè)50％載荷向下和平尾右側(cè)50％載荷向上。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種尾部結(jié)構(gòu)的強度設(shè)計方法，其特征在于，所述尾部結(jié)構(gòu)的強度分析有限元模型需要對過渡段結(jié)構(gòu)的端部節(jié)點進行X、Y、Z三個方向的平動自由度約束。