CN104477404B - 一种大载荷下机身主承力结构件的地面验证方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

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

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

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1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。

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

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。

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：

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。

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。

附图说明

图1为本发明中的前起落架横梁的实际安装结构示意图；

图2为本发明中的初步模拟支撑结构方案示意图；

图3为本发明中的最终模拟支撑结构示意图；

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、11–接头B。

具体实施方式

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。

1)分析横梁1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。

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，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。

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。

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。

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，其中8为试验件，将横梁1两端改为接头A 10和接头B 11，用来与刚性承力墙连接；过渡梁7为模拟支撑结构，耳片4为横梁1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。

Claims (1)

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。