CN113704874A - 一种复杂受载进气道结构设计载荷分析方法 - Google Patents

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Abstract

本申请属于飞机设计强度领域，特别涉及一种复杂受载进气道结构设计载荷分析方法。包括：步骤一、获取进气道承受的多个载荷；步骤二、获取各个载荷单独作用在所述进气道时，对应的所述进气道的应力云图；步骤三、根据各个所述进气道的应力云图，选取所述进气道受载最严重的载荷作为基准载荷；步骤四、获取各个载荷的状态参数，并根据所述基准载荷的状态参数，确定与所述基准载荷匹配的从属载荷。本申请的复杂受载进气道结构设计载荷分析方法，可以在保证结构安全的前提下有效提高设计载荷准确度，有效减轻结构设计重量。

Description

一种复杂受载进气道结构设计载荷分析方法
技术领域
本申请属于飞机设计强度领域，特别涉及一种复杂受载进气道结构设计载荷分析方法。
背景技术
为满足隐身设计指标，新研飞机进气道内埋于机身，相比以往飞机进气道在受载情况方面有较大变化，设计载荷确定方法要做出相应更新。以往飞机进气道主要承受进气道气动载荷，某型飞机进气道除承受进气道气动载荷以外，同时承受燃油箱载荷、全机载荷。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本申请的目的是提供了一种复杂受载进气道结构设计载荷分析方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。
本申请的技术方案是：
一种复杂受载进气道结构设计载荷分析方法，包括：
步骤一、获取进气道承受的多个载荷；
步骤二、获取各个载荷单独作用在所述进气道时，对应的所述进气道的应力云图；
步骤三、根据各个所述进气道的应力云图，选取所述进气道受载最严重的载荷作为基准载荷；
步骤四、获取各个载荷的状态参数，并根据所述基准载荷的状态参数，确定与所述基准载荷匹配的从属载荷。
在本申请的至少一个实施例中，步骤一中，所述载荷包括进气道气动载荷、燃油箱载荷、全机载荷。
在本申请的至少一个实施例中，步骤三中，根据各个所述进气道的应力云图，选取所述进气道受载最严重的进气道气动载荷作为基准载荷。
在本申请的至少一个实施例中，步骤四中，所述载荷的状态参数包括马赫数、过载以及高度。
在本申请的至少一个实施例中，所述进气道气动载荷的状态参数包括马赫数以及高度，所述燃油箱载荷的状态参数包括过载，所述全机载荷的状态参数包括马赫数、过载以及高度。
在本申请的至少一个实施例中，步骤四中，所述根据所述基准载荷的状态参数，确定与所述基准载荷匹配的从属载荷包括：
根据所述进气道气动载荷的马赫数，在过载包线中确定过载范围，根据过载范围确定所述燃油箱载荷；
根据所述进气道气动载荷的马赫数、过载以及高度确定所述全机载荷。
发明至少存在以下有益技术效果：
本申请的复杂受载进气道结构设计载荷分析方法，可以在保证结构安全的前提下有效提高设计载荷准确度，有效减轻结构设计重量。
附图说明
图1是本申请一个实施方式的复杂受载进气道结构设计载荷分析方法流程图；
图2是本申请一个实施方式的某型飞机进气道结构受载示意图；
图3是本申请一个实施方式的某型飞机进气道结构在进气道气动载荷下的应力云图；
图4是本申请一个实施方式的某型飞机进气道结构在全机载荷下的应力云图；
图5是本申请一个实施方式的由基准载荷确定从属载荷的方法示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请保护范围的限制。
下面结合附图1至图5对本申请做进一步详细说明。
本申请提供了一种复杂受载进气道结构设计载荷分析方法，包括以下步骤：
步骤一、获取进气道承受的多个载荷；
步骤二、获取各个载荷单独作用在进气道时，对应的进气道的应力云图；
步骤三、根据各个进气道的应力云图，选取进气道受载最严重的载荷作为基准载荷；
步骤四、获取各个载荷的状态参数，并根据基准载荷的状态参数，确定与基准载荷匹配的从属载荷。
本申请的复杂受载进气道结构设计载荷分析方法，首先获取进气道承受的载荷。确定设计载荷的前提是了解进气道结构承受的载荷类型，以某型飞机进气道为例，结构受载形式如图2所示，进气道承受的载荷包括进气道气动载荷、燃油箱载荷以及全机载荷。
本申请的复杂受载进气道结构设计载荷分析方法，然后分析各种载荷下进气道结构的受载情况。结构设计载荷需包含使结构受载较严重的载荷，因此需要分析各种载荷单独作用在进气道时结构的受载情况。在本实施例中，以某型飞机进气道为例，计算其在进气道气动载荷、燃油箱载荷以及全机载荷下的受载情况，其中，在进气道气动载荷单独作用时进气道的应力云图如图3所示，在全机载荷单独作用时进气道的应力云图如图4所示。
进一步，选取基准载荷。根据步骤二的分析结果，以受载最严重的载荷工况作为进气道设计载荷中的基准载荷。本实施例中，以某型飞机进气道为例，对比其在进气道气动载荷、全机载荷下的受载情况。两种载荷下应力分布趋势相当，进气道气动载荷下应力为355MPa，全机载荷下应力为197MPa，全机载荷下受载情况不如进气道气动载荷下严重，所以，以进气道气动载荷作为基准载荷，而全机载荷不作为基准载荷。
本申请的复杂受载进气道结构设计载荷分析方法，最后，确定与基准载荷同时出现的从属载荷。获取各个载荷的状态参数，并根据过载包线、飞行包线等设计参数，确定与基准载荷匹配的从属载荷。本实施例中，以某型飞机进气道为例，进气道气动载荷、燃油箱载荷、全机载荷的状态参数如表1所示。
表1
载荷 状态参数
进气道气动载荷 马赫数、高度
燃油箱载荷 过载
全机载荷 过载、马赫数、高度
本申请的复杂受载进气道结构设计载荷分析方法，步骤四中，根据基准载荷的状态参数，确定与基准载荷匹配的从属载荷包括：根据进气道气动载荷的马赫数，在过载包线中确定过载范围，根据过载范围确定燃油箱载荷；根据进气道气动载荷的马赫数、过载以及高度确定全机载荷。本实施例中，以进气道气动载荷作为基准载荷，其对应的马赫数为1，查过载包线，马赫数为1时，对应的过载范围为-1～3.5，确定与其匹配的从属载荷为：全机载荷(马赫数为1，过载分别为-1和3.5)和燃油箱载荷(过载分别为-1和3.5)，实施过程如图5所示。进而得到设计载荷情况列表，参见表2。
表2
进气道气动载荷 燃油箱载荷 全机载荷
马赫数1 过载-1 马赫数1，过载-1
马赫数1 过载3.5 马赫数1，过载3.5
在某型飞机的进气道强度设计过程中应用本申请确定设计载荷，相比传统极值载荷叠加方法在保证结构安全的同时减轻结构重量，对比情况如表3所示。
表3
对比项目 传统方法 本申请方法
设计载荷MPa 0.242 0.234
结构重量kg 75.2 67.7
本申请的复杂受载进气道结构设计载荷分析方法，可以在保证结构安全的前提下有效提高设计载荷准确度，有效减轻结构设计重量。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种复杂受载进气道结构设计载荷分析方法，其特征在于，包括：
步骤一、获取进气道承受的多个载荷；
步骤二、获取各个载荷单独作用在所述进气道时，对应的所述进气道的应力云图；
步骤三、根据各个所述进气道的应力云图，选取所述进气道受载最严重的载荷作为基准载荷；
步骤四、获取各个载荷的状态参数，并根据所述基准载荷的状态参数，确定与所述基准载荷匹配的从属载荷。
2.根据权利要求1所述的复杂受载进气道结构设计载荷分析方法，其特征在于，步骤一中，所述载荷包括进气道气动载荷、燃油箱载荷、全机载荷。
3.根据权利要求2所述的复杂受载进气道结构设计载荷分析方法，其特征在于，步骤三中，根据各个所述进气道的应力云图，选取所述进气道受载最严重的进气道气动载荷作为基准载荷。
4.根据权利要求3所述的复杂受载进气道结构设计载荷分析方法，其特征在于，步骤四中，所述载荷的状态参数包括马赫数、过载以及高度。
5.根据权利要求4所述的复杂受载进气道结构设计载荷分析方法，其特征在于，所述进气道气动载荷的状态参数包括马赫数以及高度，所述燃油箱载荷的状态参数包括过载，所述全机载荷的状态参数包括马赫数、过载以及高度。
6.根据权利要求5所述的复杂受载进气道结构设计载荷分析方法，其特征在于，步骤四中，所述根据所述基准载荷的状态参数，确定与所述基准载荷匹配的从属载荷包括：
根据所述进气道气动载荷的马赫数，在过载包线中确定过载范围，根据过载范围确定所述燃油箱载荷；
根据所述进气道气动载荷的马赫数、过载以及高度确定所述全机载荷。
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