飞机结构强度校核方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及飞机结构强度校核技术领域，特别是涉及一种飞机结构强度校核方法 和装置。
【背景技术】
[0002] 为了保证飞机的整体强度，飞机设计阶段需要进行整体强度校核，由于飞机很大 一部分都为杆板结构，所以杆板结构的失稳问题分析在整个飞机结构强度校核中占着很重 要的作用。当薄板两侧受到水平压力F的作用时（如图1所示），如果作用力达到一定程 度，薄板会突然发生作用力平面外的极大变形而不能保持平衡（如图2所示）。实际分析时 板单元为形状各异的多边形，如图3所示。由于目前只有针对四边形板的失稳准则，因此在 飞机结构强度校核时需要将多边形简化为四边形，然后对四边形单元进行失稳分析。
[0003] 飞机结构中杆板结构较多，一个模型中有成千上万个板单元，工程师对每个板单 元进行失稳分析时都是靠肉眼判断，需要将多边形板单元根据自己的经验来近似为一个四 边形，然后手动计算该板单元的面积，需要做大量重复劳动，简化效率低下。而且每个工程 师近似的方式不同，不同人有不同的简化方法，导致同一个板结构不同人计算的结果有很 大差别，从而无法保证简化结果的准确度和一致性，也使得结果的可信度变低。因而给飞机 结构强度校核带来了很大困难，使得飞机结构强度校核的效率低下并且强度校核的结果不 够准确。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种飞机结构强度校核方法和装置，以解决飞机结构强度校核效率 低的问题。
[0005] 为了解决上述问题，本发明公开了一种飞机结构强度校核方法，包括：将飞机结构 强度校核时的多边形板结构作为原始多边形，并为所述原始多边形设置简化面积阈值；选 取原始多边形的任意四个节点进行节点组合，生成节点组合集；判断所述节点组合集是否 包含未遍历的节点组合；当所述节点组合集包含未遍历的节点组合时，从所述节点组合集 中选取未遍历的一组节点组合作为当前节点组合，所述当前节点组合所形成的四边形作为 当前四边形；判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值是否小于所述简化面 积阈值；当所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值小于所述简化面积阈值时， 将所述当前四边形保存为简化四边形，将所述简化面积阈值修改为所述当前四边形与所述 原始多边形面积差的绝对值，并返回所述判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合 的步骤；当所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值大于等于所述简化面积阈 值时，返回所述判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合的步骤；当所述节点组合 集不包含未遍历的节点组合时，结束所述飞机结构强度校核时多边形板结构的简化过程； 对所述简化四边形进行失稳分析得到所述简化四边形的许用应力，基于许用应力和工作应 力的比值，获得安全裕度；如果安全裕度大于1，则此次飞机结构强度校核的结果是没有破 坏；如果安全裕度小于1，则此次飞机结构强度校核的结果是被破坏。
[0006] 可选地，所述飞机结构强度校核方法还包括：当所述节点组合集不包含未遍历的 节点组合时，将所述保存的简化四边形作为最佳四边形，并将所述最佳四边形与所述原始 多边形面积差的绝对值作为最小面积差。
[0007] 可选地，所述选取原始多边形的任意四个节点进行节点组合，生成节点组合集，包 括：将所述原始多边形的节点数记为η，η为大于4的整数；从所述η个节点中，任意选取四 个节点并成一组，作为一个节点组合；根据所述η个节点生成C b4个所述节点组合；将所述 个所述节点组合合并入一个集合中作为节点组合集。
[0008] 可选地，所述判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值是否小于所 述简化面积阈值，包括：计算所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值；将所述 面积差的绝对值与所述简化面积阈值相减；若所得差值小于0,则所述当前四边形与所述 原始多边形面积差的绝对值小于所述简化面积阈值；若所得差值大于等于0,则所述当前 四边形与所述原始多边形面积差的绝对值大于等于所述简化面积阈值。
[0009] 可选地，所述计算所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值，包括：计算 所述原始多边形的面积；计算所述当前四边形的面积；将所述当前四边形的面积与所述原 始多边形的面积相减，所得差值取绝对值后作为所述当前四边形与所述原始多边形面积差 的绝对值。
[0010] 可选地，所述计算所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值，包括：计算 所述当前四边形与所述原始多边形未重合部分的面积；将所述未重合部分的面积作为所述 当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值。
[0011] 本发明还公开了一种飞机结构强度校核装置，包括：设置模块，用于将飞机结构强 度校核时的多边形板结构作为原始多边形，并为所述原始多边形设置简化面积阈值；节点 组合集模块，用于选取原始多边形的任意四个节点进行节点组合，生成节点组合集；第一判 断模块，用于判断所述节点组合集是否包含未遍历的节点组合；选取模块，用于当所述判断 模块判断所述节点组合集包含未遍历的节点组合时，从所述节点组合集中选取未遍历的一 组节点组合作为当前节点组合，所述当前节点组合所形成的四边形作为当前四边形；第二 判断模块，用于判断所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值是否小于所述简化 面积阈值；保存修改模块，用于当所述第二判断模块判断所述当前四边形与所述原始多边 形面积差的绝对值小于所述简化面积阈值时，将所述当前四边形保存为简化四边形，将所 述简化面积阈值修改为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值，并返回所述第 一判断模块；所述第一判断模块，还用于当所述第二判断模块判断所述当前四边形与所述 原始多边形面积差的绝对值大于等于所述简化面积阈值时，判断所述节点组合集是否包含 未遍历的节点组合；结束简化模块，用于当所述节点组合集不包含未遍历的节点组合时，结 束所述飞机结构强度校核时多边形板结构的简化过程；强度校核模块，用于对所述简化四 边形进行失稳分析得到所述简化四边形的许用应力，基于许用应力和工作应力的比值，获 得安全裕度；如果安全裕度大于1，则此次飞机结构强度校核的结果是没有破坏；如果安全 裕度小于1，则此次飞机结构强度校核的结果是被破坏。
[0012] 可选地，所述结束简化模块，还用于当所述节点组合集不包含未遍历的节点组合 时，将所述保存的简化四边形作为最佳四边形，并将所述最佳四边形与所述原始多边形面 积差的绝对值作为最小面积差。
[0013] 可选地，所述节点组合集模块，具体用于将所述原始多边形的节点数记为η，η为 大于4的整数；从所述η个节点中，任意选取四个节点并成一组，作为一个节点组合；根据 所述η个节点生成C" 4个所述节点组合；将所述Q4个所述节点组合合并入一个集合中作为节 点组合集。
[0014] 可选地，所述第二判断模块包括：计算子模块，用于计算所述当前四边形与所述原 始多边形面积差的绝对值；做差子模块，用于将所述面积差的绝对值与所述简化面积阈值 相减；若所得差值小于〇,则所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值小于所述 简化面积阈值；若所得差值大于等于〇,则所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝 对值大于等于所述简化面积阈值。
[0015] 可选地，所述计算子模块，具体用于计算所述原始多边形的面积；计算所述当前四 边形的面积；将所述当前四边形的面积与所述原始多边形的面积相减，所得差值取绝对值 后作为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的绝对值。
[0016] 可选地，所述计算子模块，具体用于计算所述当前四边形与所述原始多边形未重 合部分的面积；将所述未重合部分的面积作为所述当前四边形与所述原始多边形面积差的 绝对值。
[0017] 与现有技术相比，本发明包括以下优点：
[0018] 本发明在飞机结构强度校核时可以通过选取原始多边形的任意四个节点进行节 点组合，生