CN104778309B - 飞机结构强度校核方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种飞机结构强度校核方法和装置，以解决飞机结构强度校核效率低的问题。飞机结构强度校核方法包括：将飞机结构强度校核时的多边形板结构作为原始多边形，并为其设置简化面积阈值；选取原始多边形的任意四个节点进行节点组合生成节点组合集；节点组合集包含未遍历的节点组合时，从节点组合集中选取未遍历的一组节点组合作为当前节点组合，形成的四边形作为当前四边形；当前四边形与原始多边形面积差的绝对值小于简化面积阈值时，将当前四边形保存为简化四边形；对简化四边形进行失稳分析得到简化四边形的许用应力，基于许用应力和工作应力的比值，获得安全裕度。本发明提高了飞机结构强度校核的效率。
Description
技术领域
本发明涉及飞机结构强度校核技术领域，特别是涉及一种飞机结构强度校核方法和装置。
背景技术
为了保证飞机的整体强度，飞机设计阶段需要进行整体强度校核，由于飞机很大一部分都为杆板结构，所以杆板结构的失稳问题分析在整个飞机结构强度校核中占着很重要的作用。当薄板两侧受到水平压力F的作用时(如图1所示)，如果作用力达到一定程度，薄板会突然发生作用力平面外的极大变形而不能保持平衡(如图2所示)。实际分析时板单元为形状各异的多边形，如图3所示。由于目前只有针对四边形板的失稳准则，因此在飞机结构强度校核时需要将多边形简化为四边形，然后对四边形单元进行失稳分析。
飞机结构中杆板结构较多，一个模型中有成千上万个板单元，工程师对每个板单元进行失稳分析时都是靠肉眼判断，需要将多边形板单元根据自己的经验来近似为一个四边形，然后手动计算该板单元的面积，需要做大量重复劳动，简化效率低下。而且每个工程师近似的方式不同，不同人有不同的简化方法，导致同一个板结构不同人计算的结果有很大差别，从而无法保证简化结果的准确度和一致性，也使得结果的可信度变低。因而给飞机结构强度校核带来了很大困难，使得飞机结构强度校核的效率低下并且强度校核的结果不够准确。
发明内容
本发明提供了一种飞机结构强度校核方法和装置，以解决飞机结构强度校核效率低的问题。
为了解决上述问题，本发明公开了一种飞机结构强度校核方法，包括：将飞机结构强度校核时的多边形板结构作为原始多边形，并为所述原始多边形设置简化面积阈值；选取原始多边形的任意四个节点进行节点组合，生成节点组合集；判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合；当所述节点组合集包含未遍历的节点组合时，从所述节点组合集中选取未遍历的一组节点组合作为当前节点组合，所述当前节点组合所形成的四边形作为当前四边形；判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值是否小于所述简化面积阈值；当所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值小于所述简化面积阈值时，将所述当前四边形保存为简化四边形，将所述简化面积阈值修改为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值，并返回所述判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合的步骤；当所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值大于等于所述简化面积阈值时，返回所述判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合的步骤；当所述节点组合集不包含未遍历的节点组合时，结束所述飞机结构强度校核时多边形板结构的简化过程；对所述简化四边形进行失稳分析得到所述简化四边形的许用应力，基于许用应力和工作应力的比值，获得安全裕度；如果安全裕度大于1，则此次飞机结构强度校核的结果是没有破坏；如果安全裕度小于1，则此次飞机结构强度校核的结果是被破坏。
可选地，所述飞机结构强度校核方法还包括：当所述节点组合集不包含未遍历的节点组合时，将所述保存的简化四边形作为最佳四边形，并将所述最佳四边形与所述原始多边形面积差的绝对值作为最小面积差。
可选地，所述选取原始多边形的任意四个节点进行节点组合，生成节点组合集，包括：将所述原始多边形的节点数记为n，n为大于4的整数；从所述n个节点中，任意选取四个节点并成一组，作为一个节点组合；根据所述n个节点生成个所述节点组合；将所述个所述节点组合合并入一个集合中作为节点组合集。
可选地，所述判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值是否小于所述简化面积阈值，包括：计算所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值；将所述面积差的绝对值与所述简化面积阈值相减；若所得差值小于0，则所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值小于所述简化面积阈值；若所得差值大于等于0，则所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值大于等于所述简化面积阈值。
可选地，所述计算所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值，包括：计算所述原始多边形的面积；计算所述当前四边形的面积；将所述当前四边形的面积与所述原始多边形的面积相减，所得差值取绝对值后作为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值。
可选地，所述计算所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值，包括：计算所述当前四边形与所述原始多边形未重合部分的面积；将所述未重合部分的面积作为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值。
本发明还公开了一种飞机结构强度校核装置，包括：设置模块，用于将飞机结构强度校核时的多边形板结构作为原始多边形，并为所述原始多边形设置简化面积阈值；节点组合集模块，用于选取原始多边形的任意四个节点进行节点组合，生成节点组合集；第一判断模块，用于判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合；选取模块，用于当所述判断模块判断所述节点组合集包含未遍历的节点组合时，从所述节点组合集中选取未遍历的一组节点组合作为当前节点组合，所述当前节点组合所形成的四边形作为当前四边形；第二判断模块，用于判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值是否小于所述简化面积阈值；保存修改模块，用于当所述第二判断模块判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值小于所述简化面积阈值时，将所述当前四边形保存为简化四边形，将所述简化面积阈值修改为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值，并返回所述第一判断模块；所述第一判断模块，还用于当所述第二判断模块判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值大于等于所述简化面积阈值时，判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合；结束简化模块，用于当所述节点组合集不包含未遍历的节点组合时，结束所述飞机结构强度校核时多边形板结构的简化过程；强度校核模块，用于对所述简化四边形进行失稳分析得到所述简化四边形的许用应力，基于许用应力和工作应力的比值，获得安全裕度；如果安全裕度大于1，则此次飞机结构强度校核的结果是没有破坏；如果安全裕度小于1，则此次飞机结构强度校核的结果是被破坏。
可选地，所述结束简化模块，还用于当所述节点组合集不包含未遍历的节点组合时，将所述保存的简化四边形作为最佳四边形，并将所述最佳四边形与所述原始多边形面积差的绝对值作为最小面积差。
可选地，所述节点组合集模块，具体用于将所述原始多边形的节点数记为n，n为大于4的整数；从所述n个节点中，任意选取四个节点并成一组，作为一个节点组合；根据所述n个节点生成个所述节点组合；将所述个所述节点组合合并入一个集合中作为节点组合集。
可选地，所述第二判断模块包括：计算子模块，用于计算所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值；做差子模块，用于将所述面积差的绝对值与所述简化面积阈值相减；若所得差值小于0，则所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值小于所述简化面积阈值；若所得差值大于等于0，则所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值大于等于所述简化面积阈值。
可选地，所述计算子模块，具体用于计算所述原始多边形的面积；计算所述当前四边形的面积；将所述当前四边形的面积与所述原始多边形的面积相减，所得差值取绝对值后作为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值。
可选地，所述计算子模块，具体用于计算所述当前四边形与所述原始多边形未重合部分的面积；将所述未重合部分的面积作为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
本发明在飞机结构强度校核时可以通过选取原始多边形的任意四个节点进行节点组合，生成节点组合集；然后判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合；当所述节点组合集包含未遍历的节点组合时，从所述节点组合集中选取未遍历的一组节点组合作为当前节点组合，所述当前节点组合所形成的四边形作为当前四边形进行多边形板结构的简化处理，无需工程师人工根据经验进行简化，然后可以对所述简化四边形进行失稳分析得到所述简化四边形的许用应力，基于许用应力和工作应力的比值，获得安全裕度；如果安全裕度大于1，则此次飞机结构强度校核的结果是没有破坏；如果安全裕度小于1，则此次飞机结构强度校核的结果是被破坏。
由此解决了飞机结构强度校核时所存在的强度校核效率低的问题，取得了在飞机结构强度校核时简化工程师对多边形板结构进行简化的步骤，节省多边形板结构进行简化的时间，提高飞机结构强度校核时多边形板结构的简化效率，从而提升飞机结构强度校核的效率的有益效果。同时，由于在飞机结构强度校核时对于所有不规则多边形单元都采用了统一简化规则，本实施例也保证了针对同一多边形板结构，不同人、不同批次的简化结果的一致性，提高了飞机结构强度校核结果的准确度和一致性，相应提高了飞机结构强度校核结果的可信度。
附图说明
图1是背景技术板未失稳时的受力状况示意图；
图2是背景技术板失稳时的受力状况示意图；
图3是背景技术常见的板单元简化前后对比图；
图4是本发明实施例一种飞机结构强度校核方法的流程图；
图5是本发明实施例原始五边形的示意图；
图6是本发明实施例第一简化四边形与原始五边形的对比示意图；
图7是本发明实施例第二简化四边形与原始五边形的对比示意图；
图8是本发明实施例第三简化四边形与原始五边形的对比示意图；
图9是本发明实施例第四简化四边形与原始五边形的对比示意图；
图10是本发明实施例第五简化四边形与原始五边形的对比示意图；
图11是本发明实施例一种飞机结构强度校核装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
参照图4，示出了本发明实施例一种飞机结构强度校核方法的流程图，本实施例具体可以包括以下步骤：
步骤101，将飞机结构强度校核时的多边形板结构作为原始多边形，并为所述原始多边形设置简化面积阈值。
多边形板结构所形成的多边形在本实施例中称为原始多边形。需要说明的是，本实施例预先为所述原始多边形设置简化面积阈值，所述简化面积阈值是人为设置的初始简化面积阈值，通常将所述简化面积阈值设置的比较大，用于记录后续点生成的简化面积阈值。所述简化面积阈值即最小面积差，本实施例中用Smin表示。
步骤102，选取原始多边形的任意四个节点进行节点组合，生成节点组合集。
本实施例从所述原始多边形的节点中任意选取四个节点进行节点组合，并将所有的节点组合所形成的集合称为节点组合集。需要说明的是，对于n边形Qn由节点{N1,N2,…Nn}组成，循环依次取所有节点中未取过的四个节点的组合{Ni,Nj,Nk,Nl}(i≠j≠k≠l∈{1,2,…,n}),可以构造出四边形Q4，共种取法。
在本发明的一种可选实施例中，所述步骤102选取原始多边形的任意四个节点进行节点组合，生成节点组合集，具体可以通过以下方式来实现：首先，将所述原始多边形的节点数记为n，n为大于4的整数；其次，从所述n个节点中，任意选取四个节点并成一组，作为一个节点组合；再次，根据所述n个节点生成个所述节点组合；最后，将所述个所述节点组合合并入一个集合中作为节点组合集。
步骤103，判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合。当所述节点组合集包含未遍历的节点组合时，执行步骤104；当所述节点组合集不包含未遍历的节点组合时，执行步骤107。
需要说明的是，本实施例中所述判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合，即所述节点组合集中的个所述节点组合是否都遍历完毕，换句话说，即判断所述节点组合集中的节点组合是否都经过了步骤104的处理，如果所述节点组合集中每个节点组合都经过了步骤104的处理，那么所述判断所述节点组合集不包含未遍历的节点组合；如果所述节点组合集中有未经过步骤104的处理的节点组合，那么所述判断所述节点组合集包含未遍历的节点组合。
步骤104，从所述节点组合集中选取未遍历的一组节点组合作为当前节点组合，所述当前节点组合所形成的四边形作为当前四边形。
由于所述节点组合集中的节点组合，都是从所述原始多边形的节点中任意选取四个节点进行的组合，因此可以构成四边形，本实施例将从所述节点组合集中选取未遍历的一组节点组合作为当前节点组合，并且将所述当前节点组合所形成的四边形作为当前四边形。
步骤105，判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值Scur是否小于所述简化面积阈值Smin。当所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值小于所述简化面积阈值时，执行步骤106。当所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值大于等于所述简化面积阈值时，返回所述步骤103判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合。
本实施例中所述步骤105判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值是否小于所述简化面积阈值，具体可以包括以下子步骤：
子步骤一，计算所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值Scur。本实施例中将所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值记为Scur。所述计算所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值，具体可以通过以下方式来实现：计算所述原始多边形的面积；计算所述当前四边形的面积；将所述当前四边形的面积与所述原始多边形的面积相减，所得差值取绝对值后作为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值。所述计算所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值，还可以通过以下方式来实现：计算所述当前四边形与所述原始多边形未重合部分的面积；将所述未重合部分的面积作为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值。
子步骤二，将所述面积差的绝对值与所述简化面积阈值相减；若所得差值小于0，则所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值小于所述简化面积阈值；若所得差值大于等于0，则所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值大于等于所述简化面积阈值。
步骤106，将所述当前四边形保存为简化四边形，将所述简化面积阈值修改为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值，并返回所述步骤103判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合。即如果Scur<Smin,那么保存当前四边形边的节点组合方式到X，同时修改Smin＝Scur。需要说明的是，X为最佳四边形的节点组合方式，最初的X＝null。
步骤107，结束所述飞机结构强度校核时多边形板结构的简化过程。
需要说明的是，本实施例中步骤107结束所述飞机结构强度校核时多边形板结构的简化过程，即也结束了飞机结构强度校核的过程。
需要说明的是，在本发明的一种优选实施例中，所述飞机结构强度校核方法还包括：当所述节点组合集不包含未遍历的节点组合时，将所述保存的简化四边形作为最佳四边形，并将所述最佳四边形与所述原始多边形面积差的绝对值作为最小面积差。最后记录的Smin为最小面积差，组合方式X即为最终的最佳四边形组合，以此最佳四边形进行后续的强度校核。
步骤108，对所述简化四边形进行失稳分析得到所述简化四边形的许用应力，基于许用应力和工作应力的比值，获得安全裕度；如果安全裕度大于1，则此次飞机结构强度校核的结果是没有破坏；如果安全裕度小于1，则此次飞机结构强度校核的结果是被破坏。
本实施例可以根据针对四边形板的失稳准则，对所述简化四边形进行失稳分析，并根据所述简化四边形的失稳分析结果进一步进行飞机结构强度校核。需要说明的是，失稳分析即判断四边形板在受到指定方向的力的作用时会不会坏掉，由于不同的受力形式(拉、压、弯)会导致不同的结果，因此就会有选择不同失稳准则的过程。从最基本的原理来说，失稳分析就是一个计算方法(公式)，它的输入参数就是板的长、宽、曲率、厚度、材料等，即上述简化四边形的参数。将这些参数带入到失稳分析公式中就可以计算出许用应力了，而许用应力通俗地讲就是四边形板能承受多大的力。简单来讲，失稳分析其实就是一个计算公式，失稳分析得到的结果是针对失稳分析准则的许用应力值。
而强度校核是针对板结构进行各类失稳分析(拉、压、弯或拉压同时作用等)，从而得出强度是否满足各种情况下的载荷的过程。强度校核的过程，会用到上述失稳分析计算出的许用应力，具体地，将四边形板实际受到的力称为工作应力，用上述失稳分析计算出的许用应力除以工作应力，所得商就是安全裕度了。安全裕度通俗来讲就是允许受到的力与实际受到的力的比值。如果安全裕度大于1，说明允许受到的力比实际受到的力的大，因此此次强度校核的结果是没有破坏；如果安全裕度小于1说明允许受到的力比实际受到的力的小，强度校核的结果是被破坏。
本实施例中对所述简化四边形进行失稳分析得到所述简化四边形的许用应力，具体可以通过以下方式来实现：
1)确定所述简化四边形的参数。具体地，首先通过确定所述简化四边形的单元坐标系方向来计算出各方向的长度，作为所述简化四边形各方向的参数。然后为所述简化四边形对应的指定板内赋予材料和厚度属性。需要说明的是，简化四边形的参数至少包括上述各方向的参数、材料和厚度属性，具体实现时简化四边形的参数可以包括简化四边形对应板的长、宽、曲率、厚度、材料等。
2)选择失稳分析公式。失稳分析公式是失稳分析准则的实质，可以通过选择指定的平板失稳准则(如飞机结构设计手册、Bruhn手册中相关平板校核方法)来得到，所述指定的平板失稳准则是针对四边形板的失稳准则，得到的失稳分析公式同样是针对四边形的公式。本实施例中所选择的失稳分析公式如下：
其中：E：弹性模量；
v：弹性泊松比；
kc：压缩临界应力系数，与板的边界支持条件及长宽比(a/b)有关；
t：板厚度；
b：板加载边宽度。
3)将所述简化四边形的参数代入失稳分析公式中，计算得到所述简化四边形的许用应力。
本实施例中基于许用应力和工作应力的比值，获得安全裕度，具体可以通过以下方式来实现：
首先，根据所述简化四边形的许用应力，提取简化四边形上的载荷信息。
其次，计算所述简化四边形的板内弯矩，并进行载荷叠加计算，确定所述简化四边形的工作应力。
最后，将所述简化四边形的许用应力与所述简化四边形的工作应力相除，商作为所述简化四边形的安全裕度。如果安全裕度大于1，说明允许受到的力比实际受到的力的大，因此所述简化四边形强度校核的结果是在该工作应力下没有破坏；如果安全裕度小于1说明允许受到的力比实际受到的力的小，所述简化四边形强度校核的结果是在该工作应力下被破坏。
根据本实施例提供的飞机结构强度校核方法可以在飞机结构强度校核时通过选取原始多边形的任意四个节点进行节点组合，生成节点组合集；然后判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合；当所述节点组合集包含未遍历的节点组合时，从所述节点组合集中选取未遍历的一组节点组合作为当前节点组合，所述当前节点组合所形成的四边形作为当前四边形进行多边形板结构的简化处理，无需工程师人工根据经验进行简化，然后可以对所述简化四边形进行失稳分析得到所述简化四边形的许用应力，基于许用应力和工作应力的比值，获得安全裕度；如果安全裕度大于1，则此次飞机结构强度校核的结果是没有破坏；如果安全裕度小于1，则此次飞机结构强度校核的结果是被破坏。由此解决了飞机结构强度校核时所存在的强度校核效率低的问题，取得了在飞机结构强度校核时简化工程师对多边形板结构进行简化的步骤，节省多边形板结构进行简化的时间，提高飞机结构强度校核时多边形板结构的简化效率，从而提升飞机结构强度校核的效率的有益效果。同时，由于在飞机结构强度校核时对于所有不规则多边形单元都采用了统一简化规则，本实施例也保证了针对同一多边形板结构，不同人、不同批次的简化结果的一致性，提高了飞机结构强度校核结果的准确度和一致性，相应提高了飞机结构强度校核结果的可信度。
实施例二：
在上述实施例的基础上，本实施例继续论述飞机结构强度校核方法。
本实施例以原始多边形为五边形为例，对飞机结构强度校核方法中多边形板结构的简化步骤进行说明，即以将原始多边形转化为四边形为例来说明上述飞机结构强度校核方法中多边形板结构的简化步骤，对应实施例中的步骤101至步骤107。图5是原始五边形的示意图，图6～图10示出了本发明实施例的原始五边形与简化后的四边形的对比示意图。
本实施例中原始五边形如图5所示，由节点A、B、C、D、E组成，由边E1，E2，E3，E4和E5组成，将其简化为四边形时，需要任取四个节点构成四边形，共有5种节点组合下面对5种节点组合分别进行说明：
1)如图6所示，当前节点组合为A、B、C、E，第一简化四边形由边E1，E2，E6和E5构成，相对于原始五边形增加了的面积等于E3，E4和E6围成的三角形的面积，即S1＝S(E3，E6，E4),其中S为根据三角形三边计算三角形面积函数。
2)如图7所示，当前节点组合为A、B、D、E，第二简化四边形由边E1，E2，E3和E6构成，相对于原始五边形减少了的面积等于E4，E5和E6围成的三角形的面积，即S2＝S(E4，E5，E6)。
3)如图8所示，当前节点组合为A、C、D、E，第三简化四边形由边E2，E3，E4和E6构成，相对于原始五边形减少了的面积等于E1，E5和E6围成的三角形的面积，即S3＝S(E1，E5，E6)。
4)如图9所示，当前节点组合为B、C、D、E，第四简化四边形由边E3，E4，E5和E6构成，相对于原始五边形减少了的面积等于E1，E2和E6围成的三角形的面积，即S4＝S(E1，E2，E6)。
5)如图10所示，当前节点组合为A、B、C、D，第五简化四边形由边E1，E6，E4和E5构成，相对于原始五边形减少了的面积等于E2，E3和E6围成的三角形的面积，即S5＝S(E2，E3，E6)。
从图中不难发现，第一简化四边形的面积与原始五边形面积差绝对值最小，也就是说，由E1，E2，E6和E5围城的四边形面积与原始五边形面积最接近，从而保证了该板单元失稳计算结果更接近于真实解，因此所述第一简化四边形为最佳简化四边形。需要说明的是，本实施例为了方面描述，用边来表示上述增加或减少的面积，也可以将各条边转化为两个节点来表示。
对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
实施例三：
在上述实施例的基础上，本实施例还公开了一种飞机结构强度校核装置。
参照图11，示出了本发明实施例一种飞机结构强度校核时多边形板结构的简化装置的结构框图，本实施例具体可以包括：设置模块201、节点组合集模块202、第一判断模块203、选取模块204、第二判断模块205、保存修改模块206、结束简化模块207，其中：
设置模块201，用于将飞机结构强度校核时的多边形板结构作为原始多边形，并为所述原始多边形设置简化面积阈值。
节点组合集模块202，用于选取原始多边形的任意四个节点进行节点组合，生成节点组合集。
第一判断模块203，用于判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合。
选取模块204，用于当所述判断模块判断所述节点组合集包含未遍历的节点组合时，从所述节点组合集中选取未遍历的一组节点组合作为当前节点组合，所述当前节点组合所形成的四边形作为当前四边形。
第二判断模块205，用于判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值是否小于所述简化面积阈值。
保存修改模块206，用于当所述第二判断模块判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值小于所述简化面积阈值时，将所述当前四边形保存为简化四边形，将所述简化面积阈值修改为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值，并返回所述第一判断模块。
所述第一判断模块203，还用于当所述第二判断模块判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值大于等于所述简化面积阈值时，判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合。
结束简化模块207，用于当所述节点组合集不包含未遍历的节点组合时，结束所述飞机结构强度校核时多边形板结构的简化过程。
强度校核模块208，用于对所述简化四边形进行失稳分析得到所述简化四边形的许用应力，基于许用应力和工作应力的比值，获得安全裕度；如果安全裕度大于1，则此次飞机结构强度校核的结果是没有破坏；如果安全裕度小于1，则此次飞机结构强度校核的结果是被破坏。根据本实施例提供的飞机结构强度校核装置可以在飞机结构强度校核时通过节点组合集模块选取原始多边形的任意四个节点进行节点组合，生成节点组合集；然后第一判断模块判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合；当所述判断模块判断所述节点组合集包含未遍历的节点组合时，选取模块从所述节点组合集中选取未遍历的一组节点组合作为当前节点组合，所述当前节点组合所形成的四边形作为当前四边形；接着第二判断模块判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值是否小于所述简化面积阈值；然后当所述第二判断模块判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值小于所述简化面积阈值时，保存修改模块将所述当前四边形保存为简化四边形，将所述简化面积阈值修改为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值，并返回所述第一判断模块。本实施例提供的飞机结构强度校核时多边形板结构的简化装置无需工程师人工根据经验进行简化，然后可以通过强度校核模块对所述简化四边形进行失稳分析得到所述简化四边形的许用应力，基于许用应力和工作应力的比值，获得安全裕度；如果安全裕度大于1，则此次飞机结构强度校核的结果是没有破坏；如果安全裕度小于1，则此次飞机结构强度校核的结果是被破坏。由此解决了飞机结构强度校核时所存在的强度校核效率低的问题，取得了在飞机结构强度校核时简化工程师对多边形板结构进行简化的步骤，节省多边形板结构进行简化的时间，提高飞机结构强度校核时多边形板结构的简化效率，从而提升飞机结构强度校核的效率的有益效果。同时，由于在飞机结构强度校核时对于所有不规则多边形单元都采用了统一简化规则，本实施例也保证了针对同一多边形板结构，不同人、不同批次的简化结果的一致性，提高了飞机结构强度校核结果的准确度和一致性，相应提高了飞机结构强度校核结果的可信度。
在本发明的一种可选实施例中，所述结束简化模块，还用于当所述节点组合集不包含未遍历的节点组合时，将所述保存的简化四边形作为最佳四边形，并将所述最佳四边形与所述原始多边形面积差的绝对值作为最小面积差。
在本发明的一种可选实施例中，所述节点组合集模块，具体用于将所述原始多边形的节点数记为n，n为大于4的整数；从所述n个节点中，任意选取四个节点并成一组，作为一个节点组合；根据所述n个节点生成个所述节点组合；将所述个所述节点组合合并入一个集合中作为节点组合集。
在本发明的一种可选实施例中，所述第二判断模块包括：计算子模块，用于计算所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值；做差子模块，用于将所述面积差的绝对值与所述简化面积阈值相减；若所得差值小于0，则所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值小于所述简化面积阈值；若所得差值大于等于0，则所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值大于等于所述简化面积阈值。
在本发明的一种可选实施例中，所述计算子模块，具体用于计算所述原始多边形的面积；计算所述当前四边形的面积；将所述当前四边形的面积与所述原始多边形的面积相减，所得差值取绝对值后作为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值。
在本发明的一种可选实施例中，所述计算子模块，具体用于计算所述当前四边形与所述原始多边形未重合部分的面积；将所述未重合部分的面积作为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的飞机结构强度校核方法和装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (12)
1.一种飞机结构强度校核方法，其特征在于，包括：
将飞机结构强度校核时的多边形板结构作为原始多边形，并为所述原始多边形设置简化面积阈值；
选取原始多边形的任意四个节点进行节点组合，生成节点组合集；
判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合；其中，所述未遍历的节点组合为：所述节点组合集中尚未形成四边形的节点组合；
当所述节点组合集包含未遍历的节点组合时，从所述节点组合集中选取未遍历的一组节点组合作为当前节点组合，所述当前节点组合所形成的四边形作为当前四边形；
判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值是否小于所述简化面积阈值；
当所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值小于所述简化面积阈值时，将所述当前四边形保存为简化四边形，将所述简化面积阈值修改为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值，并返回所述判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合的步骤；
当所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值大于等于所述简化面积阈值时，返回所述判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合的步骤；
当所述节点组合集不包含未遍历的节点组合时，结束所述飞机结构强度校核时多边形板结构的简化过程；
对所述简化四边形进行失稳分析得到所述简化四边形的许用应力，基于许用应力和工作应力的比值，获得安全裕度；如果安全裕度大于1，则此次飞机结构强度校核的结果是没有破坏；如果安全裕度小于1，则此次飞机结构强度校核的结果是被破坏。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述节点组合集不包含未遍历的节点组合时，将所述保存的简化四边形作为最佳四边形，并将所述最佳四边形与所述原始多边形面积差的绝对值作为最小面积差。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选取原始多边形的任意四个节点进行节点组合，生成节点组合集，包括：
将所述原始多边形的节点数记为n，n为大于4的整数；
从所述n个节点中，任意选取四个节点并成一组，作为一个节点组合；
根据所述n个节点生成个所述节点组合；
将所述个所述节点组合合并入一个集合中作为节点组合集。
4.根据根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值是否小于所述简化面积阈值，包括：
计算所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值；
将所述面积差的绝对值与所述简化面积阈值相减；
若所得差值小于0，则所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值小于所述简化面积阈值；
若所得差值大于等于0，则所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值大于等于所述简化面积阈值。
5.根据根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值，包括：
计算所述原始多边形的面积；
计算所述当前四边形的面积；
将所述当前四边形的面积与所述原始多边形的面积相减，所得差值取绝对值后作为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值。
6.根据根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值，包括：
计算所述当前四边形与所述原始多边形未重合部分的面积；
将所述未重合部分的面积作为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值。
7.一种飞机结构强度校核装置，其特征在于，包括：
设置模块，用于将飞机结构强度校核时的多边形板结构作为原始多边形，并为所述原始多边形设置简化面积阈值；
节点组合集模块，用于选取原始多边形的任意四个节点进行节点组合，生成节点组合集；
第一判断模块，用于判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合；其中，所述未遍历的节点组合为：所述节点组合集中尚未形成四边形的节点组合；
选取模块，用于当所述判断模块判断所述节点组合集包含未遍历的节点组合时，从所述节点组合集中选取未遍历的一组节点组合作为当前节点组合，所述当前节点组合所形成的四边形作为当前四边形；
第二判断模块，用于判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值是否小于所述简化面积阈值；
保存修改模块，用于当所述第二判断模块判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值小于所述简化面积阈值时，将所述当前四边形保存为简化四边形，将所述简化面积阈值修改为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值，并返回所述第一判断模块；
所述第一判断模块，还用于当所述第二判断模块判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值大于等于所述简化面积阈值时，判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合；
结束简化模块，用于当所述节点组合集不包含未遍历的节点组合时，结束所述飞机结构强度校核时多边形板结构的简化过程；
强度校核模块，用于对所述简化四边形进行失稳分析得到所述简化四边形的许用应力，基于许用应力和工作应力的比值，获得安全裕度；如果安全裕度大于1，则此次飞机结构强度校核的结果是没有破坏；如果安全裕度小于1，则此次飞机结构强度校核的结果是被破坏。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：
所述结束简化模块，还用于当所述节点组合集不包含未遍历的节点组合时，将所述保存的简化四边形作为最佳四边形，并将所述最佳四边形与所述原始多边形面积差的绝对值作为最小面积差。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：
所述节点组合集模块，具体用于将所述原始多边形的节点数记为n，n为大于4的整数；从所述n个节点中，任意选取四个节点并成一组，作为一个节点组合；根据所述n个节点生成个所述节点组合；将所述个所述节点组合合并入一个集合中作为节点组合集。
10.根据根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二判断模块包括：
计算子模块，用于计算所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值；
做差子模块，用于将所述面积差的绝对值与所述简化面积阈值相减；若所得差值小于0，则所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值小于所述简化面积阈值；若所得差值大于等于0，则所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值大于等于所述简化面积阈值。
11.根据根据权利要求10所述的装置，其特征在于：
所述计算子模块，具体用于计算所述原始多边形的面积；计算所述当前四边形的面积；将所述当前四边形的面积与所述原始多边形的面积相减，所得差值取绝对值后作为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值。
12.根据根据权利要求10所述的装置，其特征在于：
所述计算子模块，具体用于计算所述当前四边形与所述原始多边形未重合部分的面积；将所述未重合部分的面积作为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值。
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