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申请/专利权人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所

摘要：本申请属于气密顶板设计领域，为一种飞机机身气密顶板横向加强件优化设计方法，采用反推的方式来对横向加强件进行优化，也即是先找到满足寿命要求的横梁转角增量指标，而后再通过刚度敏感性分析获取满足横梁转角增量要求的横梁需要达到的刚度指标，而后再通过刚度指标确定横梁重量最小时的横梁剖面参数，从而建立横梁截面与横梁转角增量的关系，根据横梁的剖面参数进行横梁结构设计，形成横梁结构数模，建立满足横梁转角增量要求的气密顶板有限元模型，而后通过寿命指标要求验证该气密顶板有限元模型，若满足要求，则通过后续的细节优化设计即可完成全部的优化；设计时间短、设计效率高，一般情况下不需要进行反复的验证。

主权项：1.一种飞机机身气密顶板横向加强件优化设计方法，其特征在于，包括：建立气密顶板优化模型，根据飞机总体布局和寿命指标确定横梁转角增量指标；依据需要满足寿命要求的横梁转角增量指标，以重量最小化为目标进行横梁与纵梁的刚度敏感性分析，获得横梁需要达到的刚度目标；根据横梁的刚度目标，确定横梁的剖面参数；获取优化后的横梁剖面参数，开展横梁结构设计，形成横梁结构数模；基于横梁结构数模，建立气密顶板有限元模型，验证气密顶板结构是否满足寿命指标要求，若满足，则执行下一步；根据实际的飞机结构布局设计要求，进行横梁结构参数的细节优化设计；所述气密顶板优化模型的建立方法为：设定气密载荷为q，壁板截面厚度为t；分别建立圆筒形气密舱力学模型和方形气密舱力学模型，进行剪应力和弯曲应力分析，找到机身半径与壁板截面厚度的对应关系，而后进行两个力学模型的合并，找到影响结构损伤的关键部位，进行变形协调分析，找到影响关键部位结构损伤的关键参数，形成气密顶板优化模型；所述横梁转角增量的计算方法为：拐折区在气密载荷q的作用下，得到：F＝ql+qhsinθ，拐折区截面处的变形协调方程为：Δθk＝ΔlF+δ11X1＝0,拐折区转角处的弯矩为： ,进行变化后获得： ,其中θ为横梁转角增量，F为横梁竖直方向所受载荷，l为横梁水平方向长度；所述刚度敏感性分析的具体方法为：建立气密顶板关键结构有限元模型，以现有数据为基础先设定纵梁与横梁的初始结构参数、重量参数，将所述初始结构参数、重量参数输入至气密顶板关键结构有限元模型中进行优化计算，获取横梁与纵梁不同的刚度优化结果，通过不断改变横梁与纵梁的剖面参数，获取满足横梁转角指标下的横梁刚度目标以及多组对应的横梁剖面参数范围；将满足横梁转角指标下的多组横梁剖面参数输入至气密顶板优化模型中，得到不同重量下的横梁剖面参数，获取横梁重量最小时的一组横梁剖面参数。

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