一种大载荷下机身主承力结构件的地面验证方法
【专利摘要】本发明属于飞机结构强度【技术领域】，涉及一种大载荷下机身主承力结构件的地面验证方法。所述方法包含以下步骤：1.1)分析横梁1在机体内的变形情况；1.2)简化机身对横梁1的支撑，形成初步模拟支撑结构方案；1.3)分析横梁1在初步模拟支撑结构下的变形情况；1.4)匹配简化前后试验件变形情况，得到最终模拟支撑结构参数；1.5)开展最终模拟支撑结构和试验夹具的制造，开展地面验证试验。本发明简化了试验件(横梁1)支撑结构方案，减少试验辅助零件的使用，大量节约试验成本和周期。
【专利说明】一种大载荷下机身主承力结构件的地面验证方法
【技术领域】
[0001]本发明属于飞机结构强度【技术领域】，涉及一种大载荷下机身主承力结构件的地面验证方法。
【背景技术】
[0002]参见图1，在某型飞机设计过程中，前起落架安装点所在框上采用了一个带高向耳片的横梁1，即主承力结构件。该横梁I采用钛合金激光成形方法制成，该技术属首次装机，需进行充分的地面验证后才能装机使用。
[0003]主承力结构件与机身有多处连接点，边界条件复杂，不利于开展地面验证试验。此种情况下，通常制造一个机身段作为主承力结构件的支撑段进行验证试验。此种方法需要额外制造大量零件作为辅助，试验成本高，周期长。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:提出一种地面试验验证方法，简化大载荷下机身主承力结构件地面验证试验，减少试验夹具的使用，并保证试验准确性。
[0005]本发明的技术方案是:一种大载荷下机身主承力结构件的地面验证方法，其特征为所述方法包含以下步骤:
[0006]1.1)分析横梁I在机体内的变形情况:横梁I通过螺接、铆接安装在机体结构2上，前起落架3通过轴承安装在横梁I的耳片4上；根据机体结构设计图纸，建立横梁I所在舱段的有限元模型，按试验工况进行加载，提取在各个试验工况下横梁I的变形情况；
[0007]1.2)简化机身对横梁I的支撑，形成初步模拟支撑结构方案:在保证集中载荷在横梁I内传递路线基础上，对横梁I的支撑边界进行简化，忽略掉支撑刚度较弱的结构，合并支撑形式类似的结构，形成初步模拟支撑结构，使用支撑件A5、支撑件B6和过渡梁7模拟机身支撑；
[0008]1.3)分析横梁I在初步模拟支撑结构下的变形情况:根据初步模拟支撑结构建立有限元模型，按试验工况进行加载，提取在各个试验工况下，横梁I的变形情况；
[0009]1.4)匹配简化前后试验件变形情况，得到最终模拟支撑结构参数:对比简化前后的变形情况，调整初步模拟支撑结构的支撑刚度，使各个工况下简化前后横梁变形量相同，即得到了最终模拟支撑结构的设计参数；
[0010]1.5)开展最终模拟支撑结构和试验夹具的制造，开展地面验证试验。
[0011]本发明的有益效果在于:本发明一种大载荷下机身主承力结构件的地面验证方法，简化了试验件(横梁I)支撑结构方案，减少试验辅助零件的使用，大量节约试验成本和周期。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明中的前起落架横梁的实际安装结构示意图；
[0013]图2为本发明中的初步模拟支撑结构方案示意图；
[0014]图3为本发明中的最终模拟支撑结构示意图；
[0015]其中:1-横梁，2-机体结构，3-前起落架，4-耳片，5-支撑件A、6_支撑件B，7 -过渡梁，8-试验件，9-轴承孔，10-接头A、ll-接头B。
【具体实施方式】
[0016]下面结合说明书附图对本发明的【具体实施方式】做进一步说明。
[0017]I)分析横梁I在机体内的变形情况:带高向耳片的横梁结构及其在机体内安装方式见图1，横梁I通过螺接、铆接安装在机体结构2上，前起落架3通过轴承安装在横梁I的耳片4上；根据机体结构设计图纸，建立横梁I所在舱段的有限元模型，按试验工况进行加载，提取在各个试验工况下横梁I的变形情况。
[0018]2)简化机身对横梁I的支撑，形成初步模拟支撑结构方案:在保证集中载荷在横梁I内传递路线基础上，对横梁I的支撑边界进行简化，合并支撑形式类似的结构，忽略掉支撑刚度较弱的结构，形成初步模拟支撑结构，使用支撑件A 5、支撑件B 6和过渡梁7模拟机身支撑；在简化过程中，若无法确定一个支撑结构刚度对支撑结构的影响，则保留该结构。
[0019]3)分析横梁I在初步模拟支撑结构下的变形情况:根据初步模拟支撑结构建立有限元模型，按试验工况进行加载，提取在各个试验工况下，横梁I的变形情况。
[0020]4)匹配简化前后试验件变形情况，得到最终模拟支撑结构参数:对比简化前后的变形情况，调整初步模拟支撑结构的支撑刚度，使各个工况下简化前后横梁变形量相同，最大变形量不超过5%，即得到了最终模拟支撑结构的设计参数，必要时可使用优化分析软件来进行支撑刚度优化。
[0021]5)开展最终模拟支撑结构和试验夹具的制造，开展地面验证试验:经计算分析得到模拟支撑结构方案，见图3，8为横梁试验件，将横梁I两端改为接头AlO和接头BI I，用来与刚性承力墙连接；过渡梁7为模拟支撑结构，接头4为横梁的一部分，与过渡梁7通过螺栓连接，过渡梁7另一端通过夹具与刚性承力墙连接刚性承力墙连接；加载机通过轴承孔9对试验件进行加载试验。
【权利要求】
1.一种大载荷下机身主承力结构件的地面验证方法，其特征为所述方法包含以下步骤: 1.1)分析横梁(1)在机体内的变形情况:横梁(1)通过螺接、铆接安装在机体结构(2)上，前起落架(3)通过轴承安装在横梁(1)的耳片(4)上；根据机体结构设计图纸，建立横梁(1)所在舱段的有限元模型，按试验工况进行加载，提取在各个试验工况下横梁(1)的变形情况； 1.2)简化机身对横梁(1)的支撑，形成初步模拟支撑结构方案:在保证集中载荷在横梁(1)内传递路线基础上，对横梁(1)的支撑边界进行简化，忽略掉支撑刚度较弱的结构，合并支撑形式类似的结构，形成初步模拟支撑结构，使用支撑件A(5)、支撑件B(6)和过渡梁(7)模拟机身支撑； 1.3)分析横梁(1)在初步模拟支撑结构下的变形情况:根据初步模拟支撑结构建立有限元模型，按试验工况进行加载，提取在各个试验工况下，横梁(1)的变形情况； 1.4)匹配简化前后试验件变形情况，得到最终模拟支撑结构参数:对比简化前后的变形情况，调整初步模拟支撑结构的支撑刚度，使各个工况下简化前后横梁变形量相同，即得到了最终模拟支撑结构的设计参数； 1.5)开展最终模拟支撑结构和试验夹具的制造，开展地面验证试验。
【文档编号】B64F5/00GK104477404SQ201410668660
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】金凤新, 丁庆东, 李光超 申请人:中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所