[發明專利]一種動翼面接頭布置分析方法

在審

• 申請號: 202011610907.1
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112699480A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 鄭茂亮;韓思聰;楊柳;李云鵬
• 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: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23;G06F113/28;G06F119/14
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 白瑤君

本發明涉及結構強度分析技術領域，特別是一種動翼面接頭布置分析方法。該方法包括：確定機翼非線性大變形引起的接頭載荷對接頭總載荷的占比；若占比大于預設閥值，則考慮機翼主翼面大非線性變形因素來布置懸掛接頭；對已布置懸掛接頭的機翼進行有限元靜力求解，驗證是否滿足機翼應力應變要求；若占比小于或等于預設閾值，則考慮動翼面自身載荷因素來布置懸掛接頭；對已布置懸掛接頭的動翼面進行有限元靜力求解，驗證是否滿足動翼面自身應力應變要求。

技術領域

本發明涉及結構強度分析技術領域，特別是一種動翼面接頭布置分析方法。

背景技術

機翼翼尖結構剛度低，在較大載荷作用下機翼翼尖產生較大的非線性變形，這賦予多接頭動翼面結構額外附加內力，因此動翼面接頭位置布置極為重要.以前動翼面接頭布置主要依據主翼面結構布置,進行多種方案的簡單對比,不能從中得出最佳接頭布置,本文通過設置自適應函數進行接頭位置優化,得到結構最優化位置參數。

發明內容

發明目的：針對主翼面大非線性變形、動翼面自身載荷分配不均布置多懸掛接頭，使機翼賦予動翼面接頭載荷最小，并于動翼面自身載荷下進一步進行接頭優化布置，最終形成較優的接頭布置方案，有效對結構進行減重。

技術方案：

一種動翼面接頭布置分析方法，包括：

確定機翼非線性大變形引起的接頭載荷對接頭總載荷的占比；

若占比大于預設閥值，則考慮機翼主翼面大非線性變形因素來布置懸掛接頭；對已布置懸掛接頭的機翼進行有限元靜力求解，驗證是否滿足機翼應力應變要求；

若占比小于或等于預設閾值，則考慮動翼面自身載荷因素來布置懸掛接頭；對已布置懸掛接頭的動翼面進行有限元靜力求解，驗證是否滿足動翼面自身應力應變要求。

考慮機翼主翼面大非線性變形因素來布置懸掛接頭，包括：

考慮在機翼大載荷作用下機翼大變形帶來的幾何非線性影響，運用NASTRAN軟件對機翼有限元模型進行非線性迭代求解，得到機翼變形圖；

基于機翼變形圖布置懸掛接頭，使相鄰懸掛接頭的附加載荷差最小化。

基于機翼變形圖布置懸掛接頭，使相鄰懸掛接頭的附加載荷差最小化，包括：

對機翼變形圖中的變形曲線采用多項式進行近似擬合；

根據擬合多項式，找出臨近兩接頭位移差最小的位置；

考慮機翼實際肋的布置，將接頭布置在最靠近自身的肋上。

考慮動翼面自身載荷因素來布置懸掛接頭，包括：

將動翼面簡化等效為與實際結構展長相同的一根梁元，將動翼面氣動載荷等效處理到梁元上；

將動翼面結構的展向、弦向彎曲扭轉剛度參數賦予梁元；

以動翼面復材壁板展向應變最小為優化目標，以支點垂向支反力差異應盡量小為約束條件，設置優化問題的適應度函數，支點為接頭簡化等效的點，其位置即為接頭的位置；

通過優化，得到滿足約束條件的支點信息集合，集合包括支點位置、對應的支反力差值、對應的梁元變形量。

適應度函數為：

式中：

f_max、f_min——支持點的最大、最小的支反力；

f_sum——為支持點上的支反力的和；

δ_max——梁的最大許可展向變形；