CN109710988A - 一种翼身融合体飞机主梁位置确定方法 - Google Patents

一种翼身融合体飞机主梁位置确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于飞机结构设计技术领域，具体涉及一种翼身融合体飞机主梁位置确定方法。该方法有以下步骤：1)在该实体上做出必要的舱体开口，如起落架舱，设备舱，形成有开口的翼身融合区域；2)进行有限元实体建模，设定统一的材料属性，设定边界条件，施加载荷；3)进行拓扑优化分析，设定结构重量最小为优化目标，得到优化分析结果；4)根据优化分析结果确定前梁和后梁的位置。相比传统的先进行结构设计，该方法可大幅减少结构设计和强度校核的迭代过程，缩短设计周期，提高设计效率，节约成本，确定的主梁位置更为精确。

Description

一种翼身融合体飞机主梁位置确定方法
技术领域
本发明属于飞机结构设计技术领域，具体涉及一种翼身融合体飞机主梁位置确定方法。
背景技术
翼身融合体飞机主梁的布置位置牵扯到飞机整体传力情况，其关键性不言而喻，现有技术通常是根据飞机总体外形由结构确定主梁位置，再进行强度校核，经过多轮迭代后确定主梁位置，过程繁杂，效率低下。
发明内容
发明目的：提出一种翼身融合体飞机主梁位置确定方法，以解决现有方法结构设计和强度校核的迭代过程过于繁琐，设计周期长，设计效率低的问题。
技术方案：本发明提供了一种翼身融合体飞机融合区域的主梁位置确定方法，步骤如下：1)首先在该实体上做出必要的舱体开口，如起落架舱，设备舱，形成有开口的翼身融合区域；2)进行有限元实体建模，设定统一的材料属性，设定边界条件，施加载荷；3)进行拓扑优化分析，设定结构重量最小为优化目标，得到优化分析结果；4)根据优化分析结果确定前梁和后梁的位置。
进一步的，步骤1)中所有的开口按照实际尺寸进行开口。
步骤2)中有限元实体建模方法为借助Patran&Nastran有限元软件，基于实体模型自动划分网格，网格类型为Tet10四面体网格。
步骤3)中拓扑优化分析，设置体积分数为0.1,设定结构重量最小为优化目标，得到使得结构重量最轻的最佳传力路径。
有益技术效果：相比传统的先进行结构设计，该方法可大幅减少结构设计和强度校核的迭代过程，缩短设计周期，提高设计效率，节约成本，确定的主梁位置更为精确。
附图说明
图1主梁位置确定流程图；
图2主梁位置确定结果。
具体实施方式
参见附图1-2，本发明提供了一种翼身融合体飞机融合区域的主梁位置确定方法。以图1所示的融合体实体结构为例，其主梁位置确定步骤如下：第一步，在该实体上做出必要的舱体开口，如起落架舱，设备舱，形成有开口的翼身融合区域，如图1(a)-(b)；第二步，进行有限元实体建模，设定统一的材料属性，设定边界条件，施加载荷，如图1(c)；第三步，进行拓扑优化分析，设定结构重量最小为优化目标，得到优化分析结果，如图1(d)，图中颜色越深的地方表示载荷传递越多；第四步，根据优化分析结果确定前梁和后梁的位置，如图2黑色实线所示。
在上述方法的基础上，根据图1(d)所示的优化分析结果，可知前梁的传载的比例大于后梁，因此在前后梁设计的时候可以适当增大前梁刚度，减小后梁刚度，而非简单做成等刚度梁。
第一步中所有的开口按照实际尺寸进行开口。
第二步中有限元实体建模方法为借助Patran&Nastran有限元软件，基于实体模型自动划分网格，网格类型为Tet10四面体网格。
第三步中拓扑优化分析，设置体积分数为0.1,设定结构重量最小为优化目标，得到使得结构重量最轻的最佳传力路径。
上述方法该已应用于某型飞机中，用来确定飞机的主梁位置，在设计过程中大幅减少结构设计和强度校核的迭代过程，缩短设计周期，提高设计效率，节约了人力、财力等成本。本方法具有操作简单，容易实现，通用性强，快速高效，结果准确的特点。

Claims (4)

1.一种翼身融合体飞机融合区域的主梁位置确定方法，其特征在于，步骤如下：1)首先在实体上做出必要的舱体开口，如起落架舱，设备舱，形成有开口的翼身融合区域；2)进行有限元实体建模，设定统一的材料属性，设定边界条件，施加载荷；3)进行拓扑优化分析，设定结构重量最小为优化目标，得到优化分析结果；4)根据优化分析结果确定前梁和后梁的位置。
2.根据权利要求1所述的一种翼身融合体飞机融合区域的主梁位置确定方法，其特征在于，步骤2)中有限元实体建模方法为借助Patran&Nastran有限元软件，基于实体模型自动划分网格，网格类型为Tet10四面体网格。
3.根据权利要求1所述的一种翼身融合体飞机融合区域的主梁位置确定方法，其特征在于，步骤3)中拓扑优化分析，设置体积分数为0.1,设定结构重量最小为优化目标，得到使得结构重量最轻的最佳传力路径。
4.根据权利要求1所述的一种翼身融合体飞机融合区域的主梁位置确定方法，其特征在于，前后梁做成非等刚度梁，前梁刚度大于后梁刚度。
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