一种飞机质量分布数据优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及飞机总体设计技术领域中的飞机重量研究方向，具体而言，涉及一种 飞机质量分布数据优化方法。
【背景技术】
[0002] 质量分布分析一直是飞机重量工程的重要环节，直接影响全机质量特性评估与控 制的准确性。同时，质量分布数据作为载荷、强度、颤振等多个飞机设计领域的原始设计依 据，其分析精度亦直接影响上述领域的设计精度。在没有试验手段获取质量分布特性的情 况下，计算精度的高低显然有着更加重大的意义。
[0003] 目前，国内大部分飞机研究所都引进了基于三维切分的数字化质量分布分析手 段。但未曾有过在依托三维模型进行的环境下进行飞机质量分布分析，使得现阶段的飞机 质量分布精度未达到精确的状态，为飞机的生产造成较大影响，不利于飞机的生产及运行 安全。
[0004] 现阶段亟需解决的技术问题是如何设计一种基于工程研制的飞机质量分布数据 优化方法来提升质量分布分析精度，使分析数据进一步真实反映飞机的工程试制状态，为 飞机研制多个领域提供精确的原始设计依据。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供一种简单合理的飞机质量分 布数据优化方法。
[0006] 本发明的目的通过如下技术方案实现:一种飞机质量分布数据优化方法，用于基 于工程研制状态的飞机质量分布数据分析，其特征在于，包括如下步骤：
[0007] S1，设计零件三维模型并计算零件三维模型状态的质量分布数据，得出W極屋*与 Μ??·；
[0008] S2，按照S1中所述的零件三维模型进行零件生产；
[0009] S3,将S2中生产的零件状态与所述三维模型状态对比，得出生产的零件与所述三 维模型之间的差异，得到W修 1^疆；
[0010] S4,根据S3中生产的零件与所述三维模型之间的差异，按照如下公式对所述三维 模型的质量分布数据进行优化计算：
[0011]
[0012] 其中，Μ优化为三维模型优化后的质量分布数据为按照三维模型计算的质量分 布数据;W翻疆为零件三维模型的设计重量;W修鍾1为按照三维模型生产的零件的实际重量。
[0013] 上述方案中优选的是，S1中按照预设的平面网格对飞机零件三维模型进行切分操 作，并在飞机零件三维模型切分后所得切片的平面网格节点处进行质量分配。
[0014] 上述任一方案中优选的是，S3中生产的零件与所述三维模型之间的差异，对零件 的模型重量按照实际状态进行修正。
[0015] 本发明所提供的飞机质量分布数据优化方法的有益效果在于，在飞机质量分布分 析依托三维模型进行的环境下，提出了基于工程研制的数据优化方法。通过对比飞机零件 工程研制状态与三维模型状态的差异，采用合理有效的数据优化方法，提升质量分布分析 精度，使分析数据进一步真实反映飞机的工程试制状态。
【附图说明】
[0016] 图1是按照本发明的飞机质量分布数据优化方法的一优选实施例的流程示意图；
【具体实施方式】
[0017] 为了更好地理解按照本发明方案的飞机质量分布数据优化方法，下面结合附图对 本发明的飞机质量分布数据优化方法的一优选实施例作进一步阐述说明。
[0018] 如图1所示，本发明提供的飞机质量分布数据优化方法，用于基于工程研制状态的 飞机质量分布数据分析，主要包括包括以下四个步骤:S1，设计零件三维模型并计算零件三 维模型状态的质量分布数据，得出w機腫1与Mg?·;
[0019] S2,按照S1中所述的零件三维模型进行零件生产；
[0020] S3,将S2中生产的零件状态与所述三维模型状态对比，得出生产的零件与所述三 维模型之间的差异，得到W修THUS:
[0021] S4,根据S3中生产的零件与所述三维模型之间的差异，按照如下公式对所述三维 模型的质量分布数据进行优化计算：
[0022]
[0023]其中，Mf批为三维模型优化后的质量分布数据；
[0024] M·为按照三维模型计算的质量分布数据；
[0025] W_疆为零件三维模型的设计重量；
[0026] W修锺1为按照三维模型生产的零件的实际重量。
[0027] 上述本发明提供的飞机质量分布数据优化方法的四个步骤中，S1中按照预设的平 面网格对飞机零件三维模型进行切分操作，并在平面网格节点处进行质量分配。S3中生产 的零件与所述三维模型之间的差异，对零件的模型重量按照实际状态进行修正。
[0028] 计算零件三维模型状态的质量分布数据。使用目前广泛应用的数字化质量分布分 析软件，按照给定的平面网格对飞机零件三维模型进行切分操作与质量分配。由于计算的 对象是零件的三维模型，因此得到的质量分配数据也只是零件"模型重量"的分布形式。 [0029]对比零件工程研制状态与三维模型状态的差异。部分零件由于材料属性或加工工 艺的原因，其工程研制状态与三维模型状态不完全一致，因此计算此类零件的重量时，需要 对该零件的"模型重量"按照实际状态进行修正得到"修正重量"，才能真实表现该零件工程 研制状态的重量。
[0030]优化质量分布数据。对比飞机零件的三维模型状态与工程研制状态后按照如下公 式优化飞机零件的质量分布数据，得到真实反映工程试制状态的质量分布分析结果。
[0031]
[0032] 下面结合铝合金板材类零件质量分布对本发明提供的飞机质量分布数据优化方 法进行详细说明。
[0033]计算某铝合金板材类零件质量分布数据。计算某铝合金板材类零件三维模型的质 量分布数据，见表1。
[0034] 表1某铝合金板材类零件三维模型质量分布计算数据
[0035]
[0036] 铝合金板材类零件的重量修正。通过对国产铝合金板材类零件的采样测量，发现 公称厚度在(0.5~4mm)之间的板材，其厚度尺寸只有负偏差，这是由此类零件冶金工艺标 准决定的。厚度的偏差导致了此类零件的实际重量比模型重量轻，因此必须对此类零件的 模型重量进行修正，才能如实反映零件的实际重量。通过对此类零件大量的厚度与重量测 量，总结出以下的修正系数：
[0037]公称厚度< 1mm:修正厚度=公称厚度X 0 · 9;
[0038] 1臟<公称厚度< 4mm:修正厚度=公称厚度-〇· 1mm。
[0039] 举例说明，一个模型重量为10kg、公称厚度为2mm的铝合金板材，其修正重量应为：
[0040]
[0041]优化质量分布数据。按照前文式（1)，优化该铝合金板材零件的质量分布数据见表 2〇
[0042] 表2某铝合金板材类零件质量分布优化数据
[0043]
'[0044]本发明提供的飞机质量分布数据k化方法依托三维模型进行的环境下，创新式^ 提出了基于工程研制的数据优化方法。通过对比飞机零件工程研制状态与三维模型状态的 差异，采用合理有效的数据优化方法，提升质量分布分析精度，使分析数据进一步真实反映 飞机的工程试制状态，为飞机研制多个领域提供精确的原始设计依据。
[0045]以上结合本发明的飞机质量分布数据优化方法具体实施例做了详细描述，但并非 是对本发明的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改均属于 本发明的技术范围，还需要说明的是，按照本发明的飞机质量分布数据优化方法技术方案 的范畴包括上述各部分之间的任意组合。
【主权项】
1. 一种飞机质量分布数据优化方法，用于基于工程研制状态的飞机质量分布数据分 析，其特征在于，包括如下步骤： S1，设计零件三维模型并计算零件三维模型状态的质量分布数据，得出w_疆与Μ切分； S2，按照S1中所述的零件三维模型进行零件生产； 53, 将S2中生产的零件状态与所述三维模型状态对比，得出生产的零件与所述三维模 型之间的差异，得到W修THUS: 54, 根据S3中生产的零件与所述三维模型之间的差异，按照如下公式对所述三维模型 的质量分布数据进行优化计算： Μ -- M XW^鹽 %化-.匁切分XW 換染Μ築： 其中，Mm为三维模型优化后的质量分布数据； M?为按照三维模型计算的质量分布数据； 购麵疆为零件三维模型的设计重量； W修an为按照三维模型生产的零件的实际重量。2. 如权利要求1所述的飞机质量分布数据优化方法，其特征在于，si中按照预设的平面 网格对飞机零件三维模型进行切分操作，并在平面网格节点处进行质量分配。3. 如权利要求1所述的飞机质量分布数据优化方法，其特征在于，S3中生产的零件与所 述三维模型之间的差异，对零件的模型重量按照实际状态进行修正。
【专利摘要】一种飞机质量分布数据优化方法，涉及飞机总体设计技术领域中的飞机重量研究方向，用于基于工程研制状态的飞机质量分布数据分析，包括：S1，设计零件三维模型并计算零件三维模型状态的质量分布数据；S2，按照S1中所述的零件三维模型进行零件生产；S3，将S2中生产的零件状态与所述三维模型状态对比，得出生产的零件与所述三维模型之间的差异；按照预设公式对三维模型的质量分布数据进行优化计算。本发明提供的飞机质量分布数据优化方法，通过对比飞机零件工程研制状态与三维模型状态的差异，采用合理有效的数据优化方法，提升质量分布分析精度，使分析数据进一步真实反映飞机的工程试制状态。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105468852
【申请号】CN201510845480
【发明人】李挺, 靳潇潇, 张研, 申懿
【申请人】中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月26日