CN109726436A - 一种机翼盒段刚度确定方法 - Google Patents

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李驰
郑茂亮
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Abstract

本发明属于飞机设计技术领域，具体涉及一种飞机机翼盒段刚度设计方法。包括以下步骤：1)根据机翼盒段外形面建立有限元板杆模型，统一截面参数；2)基于有限元板杆模型施加载荷并计算应力及位移分布；3)根据应力和位移分布更改板杆截面参数；4)重复步骤2)～3)直到得到合理的应力及位移分布；5)根据最终确定的板杆截面参数确定结构方案。本发明不同于以往的先设计结构，再校核强度的机翼盒段设计方法，而是从盒段外形出发，通过强度计算的方法直接确定最佳的结构方案，避免了结构设计和强度校核多轮迭代的繁杂过程，具有设计高效，刚度确定准确的特点。

Description

一种机翼盒段刚度确定方法
技术领域
本发明属于飞机设计技术领域，具体涉及一种飞机机翼盒段刚度设计方法。
背景技术
机翼盒段是飞机主承力结构，设计合适的刚度尤为重要，现有技术主要是先设计机翼盒段结构，再根据结构参数进行强度校核，经过多轮迭代后确定盒段各个位置的刚度(如梁、肋、壁板的参数)，过程繁杂，效率低下，耗费大量的时间和人力。
发明内容
发明目的：为了更为高效的确定飞机其他区域盒段的刚度分配，提出一种机翼盒段刚度确定方法。
技术方案：一种机翼盒段刚度确定方法，包括以下步骤：1)根据机翼盒段外形面建立有限元板杆模型，统一截面参数；2)基于有限元板杆模型施加载荷并计算应力及位移分布；3)根据应力和位移分布更改板杆截面参数；4)重复步骤2)～3)直到得到合理的应力及位移分布；5)根据最终确定的板杆截面参数确定结构方案。
有益技术效果：本发明不同于以往的先设计结构，再校核强度的机翼盒段设计方法，而是从盒段外形出发，通过强度计算的方法直接确定最佳的结构方案，避免了结构设计和强度校核多轮迭代的繁杂过程，具有设计高效，刚度确定准确的特点。
附图说明
图1机翼盒段刚度确定过程。
具体实施方式
参见附图1，一种机翼盒段刚度确定方法，其具体步骤为：1)根据机翼盒段外形面建立有限元板杆模型，统一截面参数；2)基于有限元板杆模型施加载荷并计算应力及位移分布；3)根据应力和位移分布更改板杆截面参数，；4)重复步骤(2)～(3)直到得到合理的应力及位移分布；5)根据最终确定的板杆截面参数确定结构方案。
进一步的，步骤1)中有限元板杆模型的建立方法，使用Patran&Nastran有限元软件在机翼盒段外形面上按一定规律确定若干节点，将相邻的四个节点依次连接形成板元，将相邻的两个节点连接形成杆元。
进一步的，步骤2)中使用线弹性分析方法计算应力及位移分布。
进一步的，步骤3)中应力、位移较大的区域通过增加板元厚度及杆元截面面积实现刚度的增强；应力、位移较小的区域通过减小板元厚度及杆元截面面积实现刚度的降低。
该方案已应用于某型飞机中，用来确定飞机的机翼盒段刚度，本发明不同于以往的先设计结构，再校核强度的机翼盒段设计方法，而是从盒段外形出发，通过强度计算的方法直接确定最佳的结构方案，避免了结构设计和强度校核多轮迭代的繁杂过程，具有设计高效，刚度确定准确的特点。

Claims (4)

1.一种机翼盒段刚度确定方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据机翼盒段外形面建立有限元板杆模型，统一截面参数；2)基于有限元板杆模型施加载荷并计算应力及位移分布；3)根据应力和位移分布更改板杆截面参数；4)重复步骤2)～3)直到得到合理的应力及位移分布；5)根据最终确定的板杆截面参数确定结构方案。
2.根据权利要求1所述的一种机翼盒段刚度确定方法，其特征在于，步骤1)中有限元板杆模型的建立方法，使用Patran&Nastran有限元软件在机翼盒段外形面上按一定规律确定若干节点，将相邻的四个节点依次连接形成板元，将相邻的两个节点连接形成杆元。
3.根据权利要求1所述的一种机翼盒段刚度确定方法，其特征在于，步骤2)中使用线弹性分析方法计算应力及位移分布。
4.根据权利要求1所述的一种机翼盒段刚度确定方法，其特征在于，步骤3)中应力、位移较大的区域通过增加板元厚度及杆元截面面积实现刚度的增强；应力、位移较小的区域通过减小板元厚度及杆元截面面积实现刚度的降低。
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