CN105447249A - 一种动力吊舱结构的静力试验载荷计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力吊舱结构的静力试验载荷计算方法。所述动力吊舱结构的静力试验载荷计算方法包含以下步骤：S1，选取主承力结构骨架站位作为载荷计算的剖面；S2，将所述吊舱受到的气动载荷分配到S1中所述的剖面，得到气动分布；S3，将吊舱结构质量分布、装载质量分布按杠杆比原则分配到临近剖面，得到质量分布；S4，对S2、S3中计算得到的气动分布、质量分布结果进行叠加合并计算，得到合并载荷的计算结果；S5，根据所述吊舱的结构布局及连接形式建立吊舱的有限元模型，根据结构参数赋予单元属性，在吊挂点处施加约束条件；S6，对S5中所述的有限元模型施加载荷并计算。本发明的优点是：实现了对吊舱受复杂载荷的受力分析及试验载荷的计算。

Description

一种动力吊舱结构的静力试验载荷计算方法
技术领域
本发明涉及航空技术领域，具体涉及一种动力吊舱结构的静力试验载荷计算方法。
背景技术
以往的吊舱体积小、重量轻，结构形式简单，载荷工况少、数值简单，基本无需重新计算，就可以按相关专业给出的集中载荷作为其静强度试验的载荷直接施加。
某吊舱是为了进行某种动力原理验证，实现飞机动力快速发展的需要而研制。其内部布置进气道、发动机等构件，外部采用飞机集中挂点挂载飞行的方式实现技术验证，其外廓尺寸长约4300mm，高约900mm，宽约500mm。该吊舱在挂飞使用中载荷工况较多、气动载荷分布复杂、质量分布不均，为达到对吊舱静强度及其连接全面考核的目的，需对各种载荷工况气动分布、质量分布、过载影响进行综合分析、计算。
如何对其进行受载分析、试验载荷计算以及选取用于静力试验的载荷情况是必须要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种动力吊舱结构的静力试验载荷计算方法，以解决背景技术中所存在的至少一处的问题。
本发明的技术方案是：提供一种动力吊舱结构的静力试验载荷计算方法，包含以下步骤：S1，根据吊舱的结构布局选取主承力结构骨架站位作为载荷计算的剖面；S2，在保证压心及总体分布不变的前提下，将所述吊舱受到的气动载荷分配到S1中所述的剖面，得到气动分布；S3，将吊舱结构质量分布、装载质量分布按杠杆比原则以重心对称分配到临近剖面，得到质量分布；S4，对S2、S3中计算得到的气动分布、质量分布结果考虑具体过载、安全系数进行叠加合并计算，得到合并载荷的计算结果；S5，根据所述吊舱的结构布局及连接形式建立吊舱的有限元模型，根据结构参数赋予单元属性，在吊挂点处施加约束条件；S6，对S5中所述的有限元模型施加载荷并计算。
优选地，所述S1中吊舱的结构布局包含高度方向的承力骨架布局及宽度方向的承力骨架布局。
优选地，所述吊舱在长度方向上设定有15个框位作为主承力结构骨架站位。
优选地，所述S2中的气动载荷包含吊舱在其高度方向及宽度方向所受到的气动载荷。
优选地，所述具体过载包含正过载及负过载。
优选地，所述S5中施加的载荷至少包含三组载荷，并将各组载荷的结果求其平均值。
优选地，所述计算结果包含吊点及主承力结构骨架站位的应力和位移。
本发明的有益效果：本方法从静强度验证角度出发，综合考虑各种载荷工况、使用过载、气动及质量分布，合理选择结构站位，实现了对多种载荷情况的分析、计算。
附图说明
图1是本发明的动力吊舱结构的静力试验载荷计算方法的流程图；
图2是本发明的动力吊舱及其坐标系示意图；
图3是图2所示的动力吊舱载荷计算剖面示意图；
图4是图2所示的动力吊舱的y向、z向载荷简化分布形式。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图2所示，将吊舱的长度方向定义为x轴，高度方向定义为y轴，宽度方向定义为z轴。
一种动力吊舱结构的静力试验载荷计算方法，包含以下步骤：S1，根据吊舱的结构布局选取主承力结构骨架站位作为载荷计算的剖面。在本实施例中，S1中吊舱的结构布局包含高度方向的承力骨架布局及宽度方向的承力骨架布局。吊舱在长度方向上设定有15个框位作为主承力结构骨架站位，并作为载荷计算的剖面，计算剖面如图3所示。
S2，在保证压心及总体分布不变的前提下，将吊舱受到的气动载荷分配到S1中的剖面，得到气动分布。其中，气动载荷包含吊舱在其高度方向及宽度方向所受到的气动载荷。在保证总载荷及压心不变的前提条件下，将分布气动载荷(单位N/mm)按杠杆比的原则转化为施加到各设定计算剖面处的载荷(单位：N)。具体过载包含正过载及负过载，其中6种正过载和6种负过载情况计算y向载荷，6种侧滑情况需计算y向和z向载荷；正过载情况气动载荷分布数值见表1，吊舱y向、z向载荷简化分布形式见图4。
表1正过载情况Py分布载荷单位：N/mm
S3，将吊舱结构质量分布、装载质量分布在综合考虑各工况所对应过载的前提下，按杠杆比原则以重心对称分配到临近剖面，得到质量分布；内部装载各成品的集中质量，在考虑各工况所对应过载以及其与舱体结构的连接位置后，分配到合适的剖面处。
S4，对S2、S3中计算得到的气动分布、质量分布结果考虑具体过载、安全系数进行叠加合并计算，得到合并载荷的计算结果。
S5，根据所述吊舱的结构布局及连接形式建立吊舱的有限元模型，根据结构参数赋予单元属性，在吊挂点处施加约束条件。
S6，对S5中所述的有限元模型施加载荷并计算。对应力、位移结果中综合对比分析、评估，选取4种典型情况用于静力试验加载，达到对吊舱静强度考核的目的，用于试验的典型工况载荷见表2。这里需要说明的是吊舱沿X向的载荷平均施加到各剖面处。其中，施加的载荷至少包含三组载荷，并将各组载荷的结果求其平均值。
表2用于吊舱静力试验的典型载荷单位：N
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种动力吊舱结构的静力试验载荷计算方法，其特征在于，包含以下步骤：S1，根据吊舱的结构布局选取主承力结构骨架站位作为载荷计算的剖面；S2，在保证压心及总体分布不变的前提下，将所述吊舱受到的气动载荷分配到S1中所述的剖面，得到气动分布；S3，将吊舱结构质量分布、装载质量分布按杠杆比原则以重心对称分配到临近剖面，得到质量分布；S4，对S2、S3中计算得到的气动分布、质量分布结果考虑具体过载、安全系数进行叠加合并计算，得到合并载荷的计算结果；S5，根据所述吊舱的结构布局及连接形式建立吊舱的有限元模型，根据结构参数赋予单元属性，在吊挂点处施加约束条件；S6，对S5中所述的有限元模型施加载荷并计算。
2.如权利要求1所述的动力吊舱结构的静力试验载荷计算方法，其特征在于：所述S1中吊舱的结构布局包含高度方向的承力骨架布局及宽度方向的承力骨架布局。
3.如权利要求2所述的动力吊舱结构的静力试验载荷计算方法，其特征在于：所述吊舱在长度方向上设定有15个框位作为主承力结构骨架站位。
4.如权利要求1所述的动力吊舱结构的静力试验载荷计算方法，其特征在于：所述S2中的气动载荷包含吊舱在其高度方向及宽度方向所受到的气动载荷。
5.如权利要求1所述的动力吊舱结构的静力试验载荷计算方法，其特征在于：所述具体过载包含正过载及负过载。
6.如权利要求1所述的动力吊舱结构的静力试验载荷计算方法，其特征在于：所述S6中施加的载荷至少包含三组载荷，并将各组载荷的结果求其平均值。
7.如权利要求1所述的动力吊舱结构的静力试验载荷计算方法，其特征在于：所述计算结果包含吊点及主承力结构骨架站位的应力和位移。
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