飞机结构强度校核方法和装置的制造方法_3

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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。最后记录 的Smin为最小面积差,组合方式X即为最终的最佳四边形组合,以此最佳四边形进行后续 的强度校核。
[0051] 步骤108,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。
[0052] 本实施例可以根据针对四边形板的失稳准则,对所述简化四边形进行失稳分析, 并根据所述简化四边形的失稳分析结果进一步进行飞机结构强度校核。需要说明的是, 失稳分析即判断四边形板在受到指定方向的力的作用时会不会坏掉,由于不同的受力形式 (拉、压、弯)会导致不同的结果,因此就会有选择不同失稳准则的过程。从最基本的原理 来说,失稳分析就是一个计算方法(公式),它的输入参数就是板的长、宽、曲率、厚度、材料 等,即上述简化四边形的参数。将这些参数带入到失稳分析公式中就可以计算出许用应力 了,而许用应力通俗地讲就是四边形板能承受多大的力。简单来讲,失稳分析其实就是一个 计算公式,失稳分析得到的结果是针对失稳分析准则的许用应力值。
[0053] 而强度校核是针对板结构进行各类失稳分析(拉、压、弯或拉压同时作用等),从 而得出强度是否满足各种情况下的载荷的过程。强度校核的过程,会用到上述失稳分析计 算出的许用应力,具体地,将四边形板实际受到的力称为工作应力,用上述失稳分析计算出 的许用应力除以工作应力,所得商就是安全裕度了。安全裕度通俗来讲就是允许受到的力 与实际受到的力的比值。如果安全裕度大于1,说明允许受到的力比实际受到的力的大,因 此此次强度校核的结果是没有破坏;如果安全裕度小于1说明允许受到的力比实际受到的 力的小,强度校核的结果是被破坏。
[0054] 本实施例中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,具 体可以通过以下方式来实现:
[0055] 1)确定所述简化四边形的参数。具体地,首先通过确定所述简化四边形的单元坐 标系方向来计算出各方向的长度,作为所述简化四边形各方向的参数。然后为所述简化四 边形对应的指定板内赋予材料和厚度属性。需要说明的是,简化四边形的参数至少包括上 述各方向的参数、材料和厚度属性,具体实现时简化四边形的参数可以包括简化四边形对 应板的长、宽、曲率、厚度、材料等。
[0056] 2)选择失稳分析公式。失稳分析公式是失稳分析准则的实质,可以通过选择指定 的平板失稳准则(如飞机结构设计手册、Bruhn手册中相关平板校核方法)来得到,所述指 定的平板失稳准则是针对四边形板的失稳准则,得到的失稳分析公式同样是针对四边形的 公式。本实施例中所选择的失稳分析公式如下:σ^ = i2{\Ev^b]
[0057] 其中:E :弹性模量;
[0058] V :弹性泊松比;
[0059] k。:压缩临界应力系数,与板的边界支持条件及长宽比(a/b)有关;
[0060] t :板厚度;
[0061] b:板加载边宽度。
[0062] 3)将所述简化四边形的参数代入失稳分析公式中,计算得到所述简化四边形的许 用应力。
[0063] 本实施例中基于许用应力和工作应力的比值,获得安全裕度,具体可以通过以下 方式来实现:
[0064] 首先,根据所述简化四边形的许用应力,提取简化四边形上的载荷信息。
[0065] 其次,计算所述简化四边形的板内弯矩,并进行载荷叠加计算,确定所述简化四边 形的工作应力。
[0066] 最后,将所述简化四边形的许用应力与所述简化四边形的工作应力相除,商作为 所述简化四边形的安全裕度。如果安全裕度大于1,说明允许受到的力比实际受到的力的 大,因此所述简化四边形强度校核的结果是在该工作应力下没有破坏;如果安全裕度小于 1说明允许受到的力比实际受到的力的小,所述简化四边形强度校核的结果是在该工作应 力下被破坏。
[0067] 根据本实施例提供的飞机结构强度校核方法可以在飞机结构强度校核时通过选 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;然后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 作为当前四边形进行多边形板结构的简化处理,无需工程师人工根据经验进行简化,然后 可以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。由此解决了飞机 结构强度校核时所存在的强度校核效率低的问题,取得了在飞机结构强度校核时简化工程 师对多边形板结构进行简化的步骤,节省多边形板结构进行简化的时间,提高飞机结构强 度校核时多边形板结构的简化效率,从而提升飞机结构强度校核的效率的有益效果。同时, 由于在飞机结构强度校核时对于所有不规则多边形单元都采用了统一简化规则,本实施例 也保证了针对同一多边形板结构,不同人、不同批次的简化结果的一致性,提高了飞机结构 强度校核结果的准确度和一致性,相应提高了飞机结构强度校核结果的可信度。
[0068] 实施例二:
[0069] 在上述实施例的基础上,本实施例继续论述飞机结构强度校核方法。
[0070] 本实施例以原始多边形为五边形为例,对飞机结构强度校核方法中多边形板结构 的简化步骤进行说明,即以将原始多边形转化为四边形为例来说明上述飞机结构强度校核 方法中多边形板结构的简化步骤,对应实施例中的步骤101至步骤107。图5是原始五边 形的示意图,图6~图10示出了本发明实施例的原始五边形与简化后的四边形的对比示意 图。
[0071] 本实施例中原始五边形如图5所示,由节点A、B、C、D、E组成,由边El,E2, E3, E4和E5组成,将其简化为四边形时,需要任取四个节点构成四边形,共有5种节点组合 (C丨=5 )。下面对5种节点组合分别进行说明:
[0072] 1)如图6所示,当前节点组合为A、B、C、E,第一简化四边形由边E1,E2,E6和E5构 成,相对于原始五边形增加了的面积等于E3,E4和E6围成的三角形的面积,即SI = S (E3, E6, E4),其中S为根据三角形三边计算三角形面积函数。
[0073] 2)如图7所示,当前节点组合为A、B、D、E,第二简化四边形由边E1,E2,E3和E6构 成,相对于原始五边形减少了的面积等于E4,E5和E6围成的三角形的面积,即S2 = S(E4, E5, E6)〇
[0074] 3)如图8所示,当前节点组合为A、C、D、E,第三简化四边形由边E2,E3,E4和E6构 成,相对于原始五边形减少了的面积等于E1,E5和E6围成的三角形的面积,即S3 = S(E1, E5, E6)〇
[0075] 4)如图9所示,当前节点组合为B、C、D、E,第四简化四边形由边E3,E4,E5和E6构 成,相对于原始五边形减少了的面积等于E1,E2和E6围成的三角形的面积,即S4 = S(E1, E2, E6)。
[0076] 5)如图10所示,当前节点组合为A、B、C、D,第五简化四边形由边E1,E6,E4和E5构 成,相对于原始五边形减少了的面积等于E2,E3和E6围成的三角形的面积,即S5 = S(E2, E3, E6)〇
[0077] 从图中不难发现,第一简化四边形的面积与原始五边形面积差绝对值最小,也就 是说,由El,E2, E6和E5围城的四边形面积与原始五边形面积最接近,从而保证了该板单元 失稳计算结果更接近于真实解,因此所述第一简化四
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