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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:本申请属于航空结构强度领域,为一种异型剖面气密舱载荷确定方法,建立异型剖面气密舱的力学模型,而后根据力学模型的建立14结构模型,计算受内压载荷产生的弯矩、由轴力产生的弯矩、单位载荷产生的弯矩、对称剖面位置K处的弯矩Mt,计算得到剖面弯矩,而后确定对称剖面位置处的轴力和剪力,最后得到获取力学模型各个位置的轴力和剪力。通过代入不同气密舱的参数数据,通过本方法即可快速准确地得到剖面的载荷,相比于有限元算法中的对于不同气密舱需要不算的修正模型,计算效率大幅提高,弥补了传统方法需要建立有限元模型才可以进行计算的不足,并且能够进行自动化的集成,从而能够加快飞机的设计进程。
主权项:1.一种异型剖面气密舱载荷确定方法,其特征在于:包括,建立异型剖面气密舱的力学模型,该模型有两段圆弧段与两段平直段;圆弧段的半径为R,平直段长度为2L,异型气密舱承受的内压载荷为p,在力学模型内建立平面坐标系,获取力学模型的对应参数;依据力学模型的对称结构,建立简化的14结构模型,获取14结构模型对称剖面位置K处的对应参数;依据14结构模型的参数获取受内压载荷产生的弯矩、由轴力产生的弯矩,计算得到剖面弯矩;根据载荷平衡条件确定对称剖面位置处的轴力和剪力,根据结构对称性获取力学模型各个位置的轴力和剪力;所述平面坐标系的坐标原点取在圆弧段圆心处,并以x轴向右为正,y轴向上为正;根据内压载荷、圆弧段机身半径和平直段机身剖面长度、结合结构对称性或者载荷平衡得到K点处的轴力为FNK=pL+R;所述14结构模型受内压载荷产生的弯矩为 由轴力产生的所述弯矩为 对称剖面位置K处产生的弯矩Mt为 所述剖面弯矩由内压载荷p产生的弯矩Mp、由轴力FNK产生的弯矩MF以及Mt得到,则剖面弯矩为 所述对称剖面位置处的轴力和剪力的计算方法为:所述圆弧段任意点P处的参数包括弧线段任意点沿x方向的载荷Fx,弧线段任意点沿y方向的载荷Fy,弧线段任意点的轴力,弧线段任意点的剪力FQ-arc;14结构模型的轴力表达式为 根据力系平衡条件,获取圆弧段任意点处的载荷为:Fx=-pRsinθ,Fy=FNK-pR1-cosθ;圆弧段轴力、剪力与其在坐标轴方向载荷的转换关系为: 将圆弧段的轴力、剪力代入圆弧段沿x、y方向的载荷得到的圆弧段任意点处的轴力与剪力为: 根据力系平衡条件,得到平直段任意点的轴力FN-line与剪力FQ-line为: 所述14结构模型的剪力表达式为 力学模型的载荷由14结构模型的对称性获得;当2L=0时,对称剖面位置处仅有轴力,轴力大小为pR,其剪力和弯矩均为0。
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