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申请/专利权人:中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所
摘要:一种飞机热刚度相似的高温复合材料缩比模型设计方法,属于飞行器物理相似缩比模型设计领域。其包括S1,设计原机的热刚度评估基准模型;S2,根据热刚度比例尺,形成缩比模型的刚热度设计目标;S3,根据相似准则,得到热刚度相似的粗缩比模型;S4.进行复合材料高温模量设计;S5,进行缩比模型内部尺寸设计;S6,验证判断S5得到的缩比模型内部尺寸是否满足热刚度相似、结构可靠性以及风洞试验功能,若不满足,重复S4‑S5,若满足,则进行最终的缩比模型详细设计。解决在高温风洞试验条件下,难以构建出飞机在高超声速飞行条件下热刚度等效缩比模型,从而无法获取气动热效应对飞行器气动性能影响的问题,可广泛应用于热静气弹风洞试验缩比模型设计中。
主权项:1.一种飞机热刚度相似的高温复合材料缩比模型设计方法,其特征在于,包括:S1,设计原机的热刚度评估基准模型:建立原始飞机的热-力耦合分析有限元模型,将实际飞行环境下的温度场施加到有限元模型中,在缩比模型重心上施加约束,在原机上指定点上施加力载荷,从而形成评估原机热刚度的基准模型;S2,根据热刚度比例尺,形成缩比模型的刚热度设计目标:根据风洞试验环境和实际飞行环境的气动参数,确定缩比模型与原机的热刚度比例尺,得到缩比模型的热刚度设计目标;S3,根据相似准则,得到热刚度相似的粗缩比模型:基于悬臂梁弯曲变形基本原理,推导得到热刚度相似的缩比模型蒙皮和梁肋尺寸的设计准则,指导设计出与热刚度设计目标接近的粗缩比模型;S4.进行复合材料高温模量设计:根据热刚度相似的材料弹性模量设计准则,利用复合材料增强纤维的可设计性,得到缩比模型高温弹性模量目标值附近的复合材料体系;S5,进行缩比模型内部尺寸设计:根据粗缩比模型的计算结果和所选材料结构特点,确定最终的蒙皮和梁肋支撑方案;S6,验证判断S5得到的缩比模型内部尺寸是否满足热刚度相似、结构可靠性以及风洞试验功能,若不满足,重复S4-S5,若满足,则进行最终的缩比模型详细设计。
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