一种杠杆系统自动化构建方法与流程

本发明涉及飞机结构强度试验技术领域，尤其涉及一种杠杆系统自动化构建方法。

背景技术：

飞机结构强度试验是通过对飞机结构体施加模拟载荷，测量应力、应变及位移等力学参数，从而对结构体的承载能力和结构寿命作出正确的评价和估计，并为验证和优化结构设计提供可靠的依据。在静强度验证试验中，由于飞机所受载荷大部分为分布载荷，为工程实际载荷施加方便可行，通常一组平行分布载荷必须通过杠杆系统合成为一个载荷进行载荷施加。因此，杠杆系统的作用是将一系列位置不同，大小不同的小载荷经过层层合成为一个载荷，杠杆系统的构建是飞机结构强度试验设计过程中重要的一个步骤。

目前，针对杠杆系统的构建方法主要是以人为干预为主，辅以计算机辅助设计工具完成的，通过人工判别将小载荷先后合成的顺序和位置，然后排列好顺序输入计算机进行后续合成节点载荷、位置以及连接件计算等工作，此种方法会大大增加人员的劳动强度、设计效率不高，同时人工进行干预和判断也增加了设计出错的概率。

因此，需要提出杠杆自动化构建方法，用以实现杠杆系统完全智能化设计的第一步，旨在摆脱杠杆系统构建过程中对人为因素的依赖，快速构建杠杆加载系统的所有连接方式，为进一步实现杠杆系统综合评判，选取最优的杠杆系统结构形式奠定基础。

技术实现要素：

本发明的目的：提出一种杠杆系统自动化构建方法，实现杠杆加载系统的自动化设计，提高设计效率，降低人员的劳动强度，减少设计错误概率。

本发明的技术方案：

一种杠杆系统自动化构建方法，包括以下步骤：

步骤1：构建杠杆系统的载荷节点、杠杆节点、存储树数据结构；

步骤2：将杠杆系统划分为若干个虚拟的连接层，分层次创建连接关系；

步骤3：采用前序遍历递归调用杠杆构建函数，逐层实现杠杆连接关系的建立。

步骤1所述的构建杠杆系统的载荷节点、杠杆节点、存储树数据结构，所述的载荷节点包含了杠杆系统的坐标、载荷、方向信息。

步骤1所述的构建杠杆系统的载荷节点、杠杆节点、存储树数据结构，所述的杠杆节点为二叉树结构，包含了一个载荷节点及左、右两个杠杆节点，其中载荷节点是左、右两个杠杆节点中的载荷节点合成而来；

步骤1所述的构建杠杆系统的载荷节点、杠杆节点、存储树数据结构，所述的存储树为树结构，包含杠杆节点列表和子存储树列表信息，杠杆节点列表存储了当前层所有待连接的节点的信息，子存储树列表添加了当前层待连接节点所有可能组合方式的结果。

本发明的有益效果：提出一种杠杆系统自动化构建方法，通过构建杠杆系统的载荷节点、杠杆节点、存储树数据结构，并将杠杆系统划分为若干个虚拟的连接层，分层次创建连接关系，最后采用前序遍历递归调用杠杆构建函数，逐层实现杠杆连接关系的建立，实现了杠杆系统完全智能化设计，摆脱了对人为因素的依赖，提高设计效率，降低人员的劳动强度，减少设计错误概率。

附图说明

图1为本发明载荷节点结构示意图；

图2为本发明杠杆节点结构示意图；

图3为本发明存储树节点结构示意图；

图4为五个分布载荷节点建立杠杆系统示意图；

图5为本发明存储树结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的介绍，本发明所述的一种杠杆系统自动化构建方法，包括以下步骤：

步骤1：构建杠杆系统的载荷节点、杠杆节点、存储树数据结构，如图1、图2、图3所示；

步骤2：将杠杆系统划分为若干个虚拟的连接层，分层次创建连接关系；由于任何一个杠杆系统都可以划分为几个虚拟的连接层，以五个分布载荷节点为例，如图4所示(图中所示为五个分布载荷节点构建的杠杆系统连接方式的其中一种)，该杠杆系统可分为a、b、c、d四个连接层。以a层为例，1－5共五个节点其连接方式包括：i)两个节点连接合成一个杠杆节点；ii)四个节点连接合成两个杠杆节点。共有种连接方式。将18种连接关系保存在本层存储树的子存储树的节点列表里。

步骤3：采用前序遍历递归调用杠杆构建函数，逐层实现杠杆连接关系的建立。

步骤1所述的构建杠杆系统的载荷节点、杠杆节点、存储树数据结构，所述的载荷节点包含了杠杆系统的坐标、载荷、方向信息。

步骤1所述的构建杠杆系统的载荷节点、杠杆节点、存储树数据结构，所述的杠杆节点为二叉树结构，包含了一个载荷节点及左、右两个杠杆节点，其中载荷节点是左、右两个杠杆节点中的载荷节点合成而来；

步骤1所述的构建杠杆系统的载荷节点、杠杆节点、存储树数据结构，所述的存储树为树结构，包含杠杆节点列表和子存储树列表信息，杠杆节点列表存储了当前层所有待连接的节点的信息，子存储树列表添加了当前层待连接节点所有可能组合方式的结果。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种杠杆系统自动化构建方法，包括以下步骤：1)构建杠杆系统的载荷节点、杠杆节点、存储树数据结构；2)将杠杆系统划分为若干个虚拟的连接层，分层次创建连接关系；3)采用前序遍历递归调用杠杆构建函数，逐层实现杠杆连接关系的建立，通过构建杠杆系统的载荷节点、杠杆节点、存储树数据结构，并将杠杆系统划分为若干个虚拟的连接层，分层次创建连接关系，最后采用前序遍历递归调用杠杆构建函数，逐层实现杠杆连接关系的建立，实现了杠杆系统完全智能化设计，摆脱了对人为因素的依赖，提高设计效率，降低人员的劳动强度，减少设计错误概率。

技术研发人员：高建
受保护的技术使用者：中国飞机强度研究所
技术研发日：2018.10.31
技术公布日：2019.05.17