[發(fā)明專利]一種飛機機翼翼盒載荷設(shè)計嚴重情況的確定方法

在審

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• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113378293A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭天天;孫小平;郭少楠;付友波;劉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中航西安飛機工業(yè)集團股份有限公司
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23;B64F5/00;G06F119/14
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

一種飛機機翼翼盒載荷設(shè)計嚴重情況的確定方法，將機翼翼盒抽象為工程梁，機翼翼盒的根部和機翼翼盒的翼尖為工程梁的兩端，在工程梁上指定位置點對應(yīng)機翼翼盒的一個結(jié)構(gòu)部位；選擇出每個指定位置點在不同工況下的極限剪力、極限彎矩和極限扭矩，將極限剪力、極限彎矩和極限扭矩分別加載到指定位置點進行有限元分析，計算得到每個指定位置點的極限剪應(yīng)力、極限彎曲應(yīng)力和極限扭曲應(yīng)力；通過每個指定位置點的極限剪應(yīng)力、極限彎曲應(yīng)力和極限扭曲應(yīng)力計算出每個指定位置點的極限主應(yīng)力；將工程梁上每個指定位置點的極限主應(yīng)力和各指定位置點的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度進行對比分析，確定飛機機翼翼盒載荷設(shè)計嚴重情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛機的載荷設(shè)計領(lǐng)域，具體是一種通過結(jié)構(gòu)載荷--應(yīng)力包線快速篩選確定飛機機翼翼盒載荷設(shè)計嚴重情況的方法。

背景技術(shù)

飛機機翼翼盒載荷設(shè)計嚴重情況是指所有能導致結(jié)構(gòu)嚴重受載的情況，通常是指飛機機翼翼盒指定位置極限主應(yīng)力對應(yīng)的計算情況。

目前，行業(yè)內(nèi)普遍使用的載荷設(shè)計嚴重情況或稱臨界載荷設(shè)計情況篩選方法是載荷包線法。就機翼而言，實際結(jié)構(gòu)很復雜，但是其主要承力、傳力結(jié)構(gòu)是翼盒。翼盒用工程梁理論近似，其彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度沿機翼展向變化。對于海量的設(shè)計情況，計算每個情況的梁剪力、彎矩和扭矩，沿機翼展向各計算站位分別按照剪力、彎矩和扭矩單力素進行其最大、最小值進行比較挑選，就可以得到載荷單值包線。再按照載荷單值包線對應(yīng)的計算情況分別進行加載，得到各個情況下的飛機機翼翼盒載荷設(shè)計嚴重情況。

現(xiàn)有技術(shù)存在問題：

1.將機翼等結(jié)構(gòu)簡化為抽象的工程梁，丟失了結(jié)構(gòu)部、組件固有的傳力路徑和特性，為獲得結(jié)構(gòu)部、組件內(nèi)力，需要再進行具體結(jié)構(gòu)傳力受力分析和內(nèi)力計算，然后才能進行應(yīng)力計算和強度校核，即工程梁載荷和結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力計算之間脫節(jié)，不能用結(jié)構(gòu)應(yīng)力進行臨界載荷設(shè)計情況篩選。

2.對接頭、傳遞集中大載荷的結(jié)構(gòu)部、組件等不能提供載荷。

3.當結(jié)構(gòu)內(nèi)部有增壓或燃油載荷時，載荷包線法不適用。

4.未將不同階段的結(jié)構(gòu)有限元模型應(yīng)用到臨界載荷設(shè)計工況篩選方法中。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于提出一種飛機機翼翼盒載荷設(shè)計嚴重情況的確定方法,該方法基于工程梁和結(jié)構(gòu)有限元結(jié)合,對飛機結(jié)構(gòu)載荷--應(yīng)力包線快速篩選，解決海量的載荷設(shè)計數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)強度計算分析能力受限的矛盾。

一種飛機機翼翼盒載荷設(shè)計嚴重情況的確定方法，已知該機翼翼盒的設(shè)計數(shù)模，已知機翼翼盒各結(jié)構(gòu)部位在不同工況下的剪力、彎矩和扭矩，其特征在于包含以下內(nèi)容：1)將機翼翼盒抽象為工程梁，機翼翼盒的根部和機翼翼盒的翼尖為工程梁的兩端，在工程梁上設(shè)有多個指定位置點，每個指定位置點對應(yīng)機翼翼盒的一個結(jié)構(gòu)部位；2)根據(jù)機翼翼盒的設(shè)計數(shù)模獲得工程梁上各指定位置點的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度以及各指定位置點的截面；3)選擇出每個指定位置點在不同工況下的極限剪力、極限彎矩和極限扭矩，將極限剪力、極限彎矩和極限扭矩分別加載到指定位置點進行有限元分析，計算得到每個指定位置點的極限剪應(yīng)力、極限彎曲應(yīng)力和極限扭曲應(yīng)力；4)通過每個指定位置點的極限剪應(yīng)力、極限彎曲應(yīng)力和極限扭曲應(yīng)力計算出每個指定位置點的極限主應(yīng)力；5)將工程梁上每個指定位置點的極限主應(yīng)力和各指定位置點的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度進行對比分析，確定飛機機翼翼盒載荷設(shè)計嚴重情況。