飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法与流程

本申请属于飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定，具体涉及一种飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法。

背景技术：

1、当前，飞机油箱多采用复合材料制造，结构形式多为加筋壁板，准确确定复合材料加筋壁板在油压载荷下的应变分布，可为飞机油箱的设计提供重要支撑，保证设计所得油箱的安全性。

2、目前，多是采用工程分析方法或有限元分析方法，对飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变进行确定，其中，工程分析方法的边界条件假设相对于实际具有较大偏差，并且对非线性变形难以分析，以其对飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变进行确定，准确性较差；有限元方法缺乏统一的建模及分析标准，极度依赖技术人员的经验，且工作量巨大，以其对飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变进行确定，效率较低。

3、鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。

2、本申请的技术方案是：

3、一种飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法，包括：

4、步骤一、以壁板厚度为基准，建立加筋壁板油压载荷下系列有限元分析模型矩阵；

5、步骤二、设定横向筋条、纵向筋条的间距，以及建立纵向筋条截面尺寸与壁板的厚度的关联关系，按照加筋壁板油压载荷下系列有限元分析模型矩阵，采用参数化方法，建立加筋壁板油压载荷下系列有限元分析模型，进行有限元分析；

6、步骤三、提取加筋壁板油压载荷下系列有限元分析模型中，特征点内外侧表面在不同方向上的应变数据，建立数据表；

7、步骤三、拟合各个油压载荷下，不同特征点内外侧表面在不同方向上的应变数据，得到各个油压载荷下，不同特征点内外侧表面在不同方向上应变的拟合多项式，以厚度为横坐标、应变为纵坐标，绘制各个油压载荷下，不同特征点内外侧表面在不同方向上的应变曲线；

8、步骤四、利用各个油压载荷下，不同特征点内外侧表面在不同方向上应变的拟合多项式，或者应变曲线，确定给定壁板厚度及其油压载荷下加筋壁板的应变。

9、根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法中，步骤二中，加筋壁板油压载荷下系列有限元分析模型中，设计壁板、纵向筋条结构连接关系及其材料属性与实际一致，对于横向筋条，简化处理，采用法向约束替代。

10、根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法中，加筋壁板油压载荷下系列有限元分析模型中，对于单块加筋壁板的分析，建立至少包含9块筋条的有限元分析模型，且设计加筋壁板油压载荷下系列有限元分析模型四周边界约束。

11、根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法中，加筋壁板油压载荷下系列有限元分析模型中，对于模型网格尺寸采用3-5mm。

12、根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法中，步骤三中，取加筋壁板油压载荷下系列有限元分析模型中，单块加筋壁板的特征点为单块加筋壁板的中点f、一个顶点a、纵向边的中点e、横向边的中点g为特征点。

13、根据本申请的至少一个实施例，上述的飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法中，步骤四中，利用各个油压载荷下，不同特征点内外侧表面在不同方向上应变的拟合多项式，或者应变曲线，确定给定壁板厚度及其油压载荷下加筋壁板的应变，具体为，利用插值法，确定给定壁板厚度及其油压载荷下加筋壁板各个特征点内外侧表面在各个方向上的应变。

14、本申请至少存在以下有益技术效果：

15、提供一种飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法，在对飞机油箱复合材料加筋壁板结构典型特征分析的基础上，以壁板厚度为基准，建立加筋壁板油压载荷下系列有限元分析模型矩阵，进而通过设定横向筋条、纵向筋条的间距，以及建立纵向筋条截面尺寸与壁板的厚度的关联关系，采用参数化方法，通过变换壁板的厚度及其油压载荷，快速建立加筋壁板油压载荷下系列有限元分析模型，进行有限元分析，提取加筋壁板油压载荷下系列有限元分析模型中，特征点内外侧表面在不同方向上的应变数据，进行拟合，得到各个油压载荷下，不同特征点内外侧表面在不同方向上应变的拟合多项式，及其应变曲线，以此能够快速的计算或查询得到给定壁板厚度及其油压载荷下加筋壁板的应变，方便、快捷，且准确可靠，能够很好的满足工程上对于飞机油箱设计的需求。

技术特征：

1.一种飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法，其特征在于，

技术总结
提供一种飞机油箱复合材料加筋壁板油压载荷下结构应变确定方法，在对飞机油箱复合材料加筋壁板结构典型特征分析的基础上，以壁板厚度为基准，建立加筋壁板油压载荷下系列有限元分析模型矩阵，进而通过设定横向筋条、纵向筋条的间距，以及建立纵向筋条截面尺寸与壁板的厚度的关联关系，采用参数化方法，快速建立加筋壁板油压载荷下系列有限元分析模型，进行有限元分析，提取加筋壁板油压载荷下系列有限元分析模型中，特征点内外侧表面在不同方向上的应变数据，进行拟合，得到各个油压载荷下，不同特征点内外侧表面在不同方向上应变的拟合多项式，及其应变曲线，以此能够快速的计算或查询得到给定壁板厚度及其油压载荷下加筋壁板的应变。

技术研发人员：万亚锋,赵占文,周银华,陈军,王斌团
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22