CN112572821B - 一种座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于座舱盖透明件边缘连接结构设计技术领域，具体涉及一种座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法，包括：确定影响座舱盖透明件边缘连接结构性能的关键构型及其参数；确定关键构型的形式范围，及其关键参数的取值范围；依据关键构型的形式范围，及其关键参数的取值范围，制作对应的典型试验件；对典型试验件进行静力试验、疲劳试验；依据静力试验、疲劳试验的结果，确定关键构型的具体形式，及其关键参数的具体取值。
Description
技术领域
本申请属于座舱盖透明件边缘连接结构设计技术领域，具体涉及一种座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法。
背景技术
飞机座舱盖是保证飞机飞行和飞行员安全的重要部件之一，其透明件与飞机骨架的连接部位为其边缘连接结构，主要包括涤丝带、通条、盖板、螺栓等，如图1所示。
座舱盖透明件边缘连接结构除了实现透明件与机身连接外，还将透明件上的气动载荷向飞机框架上传递，合理的座舱盖透明件边缘连接结构设计具有较高的承载能力及其使用寿命。
当前，对于座舱盖透明件边缘连接结构的参数及其构型设计，多是由技术人员依据工程经验进行，该种形式范围的技术方案存在以下缺陷：
1)、极度依赖技术人员的工程经验，不宜推广适用；
2)、难以具体判断座舱盖透明件边缘连接结构参数及其形式范围设计的优劣，不能够进行对应的优化；
3)、存在过度设计以及设计不足的情形，产生资源浪费以及安全方面的问题。
鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。
需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
本申请的目的是提供一种座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。
本申请的技术方案是：
一种座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法，包括：
确定影响座舱盖透明件边缘连接结构性能的关键构型及其参数；
确定关键构型的形式范围，及其关键参数的取值范围；
依据关键构型的形式范围，及其关键参数的取值范围，制作对应的典型试验件；
对典型试验件进行静力试验、疲劳试验；
依据静力试验、疲劳试验的结果，确定关键构型的具体形式，及其关键参数的具体取值。
根据本申请的至少一个实施例，上述的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法中，所述确定影响座舱盖透明件边缘连接结构性能的关键构型及其参数，具体为：
基于仿真分析计算飞机座舱盖透明件边缘连接结构的承载情况，确定影响座舱盖透明件边缘连接结构性能的关键构型及其参数。
根据本申请的至少一个实施例，上述的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法中，所述关键构型及其参数包括：透明件粘接区宽度、透明件粘接区边缘结构、通条厚度、通条安装位置。
根据本申请的至少一个实施例，上述的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法中，确定关键构型的形式范围，及其关键参数的取值范围，包括为：
确定透明件粘接区宽度的取值范围；
确定透明件粘接区边缘结构的形式范围；
确定通条厚度的取值范围；
确定通条安装位置的取值范围。
根据本申请的至少一个实施例，上述的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法中，所述依据关键构型的形式范围，及其关键参数的取值范围，制作对应的典型试验件，包括：
依据透明件粘接区宽度的取值范围，制作对应的透明件粘接区宽度典型试验件；
依据透明件粘接区边缘结构形式范围，制作对应的透明件粘接区边缘结构典型试验件；
依据通条厚度的取值范围，制作对应的通条厚度典型试验件；
依据通条安装位置的取值范围，制作对应的通条安装位置典型试验件。
根据本申请的至少一个实施例，上述的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法中，所述对典型试验件进行静力试验、疲劳试验，包括：
对透明件粘接区边缘结构形式范围对应的各个透明件粘接区宽度典型试验件进行静力试验、疲劳试验；
对透明件粘接区边缘结构形式范围对应的各个透明件粘接区边缘结构典型试验件进行静力试验、疲劳试验；
对通条厚度的取值范围对应的各个通条厚度典型试验件进行静力试验、疲劳试验；
对通条安装位置的取值范围对应的各个通条安装位置典型试验件进行静力试验、疲劳试验。
根据本申请的至少一个实施例，上述的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法中，所述依据静力试验、疲劳试验的结果，确定关键构型的具体形式，及其关键参数的具体取值，具体为：
依据静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定关键构型的具体形式，及其关键参数的具体取值。
根据本申请的至少一个实施例，上述的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法中，所述依据静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定关键构型的具体形式，及其关键参数的具体取值，包括：
依据各个透明件粘接区宽度典型试验件的静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定透明件粘接区的具体宽度；
依据各个透明件粘接区边缘结构典型试验件进行静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定透明件粘接区边缘结构具体形式；
依据各个通条厚度典型试验件进行静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定通条的具体厚度；
依据各个通条安装位置典型试验件进行静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定通条的具体安装位置。
附图说明
图1是本申请实施例提供的座舱盖透明件边缘连接结构的示意图；
图2是本申请实施例提供的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法的流程图；
图3是本申请实施例提供的透明件粘接区宽度典型试验件的示意图；
图4是本申请实施例提供的透明件粘接区边缘结构典型试验件的示意图；
图5是本申请实施例提供的通条厚度典型试验件的示意图；
图6是本申请实施例提供的通条安装位置典型试验件的示意图；
其中：
1-透明件；2-涤丝带；3-通条；4-骨架；5-盖板；6-螺栓；
L-透明件粘接宽度。
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；此外，附图用于示例性说明，其中描述位置关系的用语仅限于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
为使本申请的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本申请的部分实施例，其仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
此外，除非另有定义，本申请描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本申请描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生对应的改变，因此不能理解为对本申请的限制。本申请描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本申请描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本申请描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本申请的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本申请中的具体含义。
下面结合附图1至图6对本申请做进一步详细说明。
一种座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法，包括：
确定影响座舱盖透明件边缘连接结构性能的关键构型及其参数；
确定关键构型的形式范围，及其关键参数的取值范围；
依据关键构型的形式范围，及其关键参数的取值范围，制作对应的典型试验件；
对典型试验件进行静力试验、疲劳试验；
依据静力试验、疲劳试验的结果，确定关键构型的具体形式，及其关键参数的具体取值。
对于上述实施例公开的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法，领域内技术人员可以理解的是，其在确定影响座舱盖透明件边缘连接结构性能的关键构型及其参数基础上，确定关键构型的形式范围，及其关键参数的取值范围，制作对应的典型试验件，以对典型试验件进行静力试验、疲劳试验结果为依据，确定影响座舱盖透明件边缘连接结构性能的关键构型的具体形式，及其关键参数的具体取值，以此实现对座舱盖透明件边缘连接结构的优化设计，避免过度设计以及设计不足的情形。
在一些可选的实施例中，上述的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法中，所述确定影响座舱盖透明件边缘连接结构性能的关键构型及其参数，具体为：
基于仿真分析计算飞机座舱盖透明件边缘连接结构的承载情况，以有限元静力分析，获得应力分布情况，确定影响座舱盖透明件边缘连接结构性能的关键构型及其参数。
在一些可选的实施例中，上述的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法中，所述关键构型及其参数包括：透明件粘接区宽度、透明件粘接区边缘结构、通条厚度、通条安装位置。
在一些可选的实施例中，上述的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法中，确定关键构型的形式范围，及其关键参数的取值范围，包括为：
确定透明件粘接区宽度的取值范围；
确定透明件粘接区边缘结构的形式范围；
确定通条厚度的取值范围；
确定通条安装位置的取值范围。
对于上述实施例公开的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法，领域内技术人员可以理解的是，对于透明件粘接区宽度的取值范围、透明件粘接区边缘结构的形式范围、通条厚度的取值范围、通条安装位置的取值范围的确定，可根据工程使用经验结合仿真结果进行确定。
在一些可选的实施例中，上述的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法中，所述依据关键构型的形式范围，及其关键参数的取值范围，制作对应的典型试验件，包括：
依据透明件粘接区宽度的取值范围，制作对应的透明件粘接区宽度典型试验件；
依据透明件粘接区边缘结构形式范围，制作对应的透明件粘接区边缘结构典型试验件；
依据通条厚度的取值范围，制作对应的通条厚度典型试验件；
依据通条安装位置的取值范围，制作对应的通条安装位置典型试验件。
在一些可选的实施例中，透明件粘接区宽度典型试验件的结构如图3所示，对应于透明件粘接区宽度的取值范围，将涤丝带通过胶黏剂以不同的粘接宽度粘接在透明件两端，以透明件两端粘接的涤丝带作为加载部位和边界支撑条件。
在一些可选的实施例中，透明件粘接区边缘结构典型试验件的结构如图4所示，对应于透明件粘接区边缘结构形式，可包括平面带倒圆角、斜面，提取座舱盖边缘连接结构做成对称结构作为加载部位和边界支撑条件。
在一些可选的实施例中，通条厚度典型试验件的结构如图5所示，对应于通条厚度的取值范围，提取座舱盖边缘连接结构做成对称结构作为加载部位和边界支撑条件。
在一些可选的实施例中，通条安装位置典型试验件的结构如图6所示，对应于通条安装位置的取值范围，可包括置上、置中、置下位置，提取座舱盖边缘连接结构做成对称结构作为加载部位和边界支撑条件。
在一些可选的实施例中，上述的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法中，所述对典型试验件进行静力试验、疲劳试验，包括：
对透明件粘接区边缘结构形式范围对应的各个透明件粘接区宽度典型试验件进行静力试验、疲劳试验；
对透明件粘接区边缘结构形式范围对应的各个透明件粘接区边缘结构典型试验件进行静力试验、疲劳试验；
对通条厚度的取值范围对应的各个通条厚度典型试验件进行静力试验、疲劳试验；
对通条安装位置的取值范围对应的各个通条安装位置典型试验件进行静力试验、疲劳试验。
在一些可选的实施例中，对透明件粘接区宽度典型试验件进行静力试验、疲劳试验，可依次将各个透明件粘接区宽度典型试验件的一端通过夹具夹持在试验机固定端上，另一端通过加载夹具，由静力和疲劳试验机实施加载。
在一些可选的实施例中，对透明件粘接区边缘结构典型试验件的结构进行静力试验、疲劳试验，依次将各个透明件粘接区边缘结构典型试验件的一端通过夹具夹持在试验机固定端上，另一端通过加载夹具，由静力和疲劳试验机实施加载。
在一些可选的实施例中，对通条厚度典型试验件的结构进行静力试验、疲劳试验，依次将各个通条厚度典型试验件的一端通过夹具夹持在试验机固定端上，另一端通过加载夹具，由静力和疲劳试验机实施加载。
在一些可选的实施例中，对通条安装位置典型试验件进行静力试验、依次将各个通条安装位置典型试验件一端通过夹具夹持在试验机固定端上，另一端通过加载夹具，由静力和疲劳试验机实施加载疲劳试验。
在一些可选的实施例中，对各个透明件粘接区宽度典型试验件、透明件粘接区边缘结构典型试验件、通条厚度典型试验件、通条安装位置典型试验件进行静力试验，可参照以下步骤进行：
对各个典型试验件按5％载荷逐级加载至67％，而后依次加载至100％，应变和位移的测量与加载同步进行；
试验加载至100％载荷后继续加载至破坏；
进行试验数据处理分析，绘制P-ε曲线，获得试件破坏载荷，记录各个典型试验件的破坏形式，采集各个典型试件破坏的典型照片。
在一些可选的实施例中，对各个透明件粘接区宽度典型试验件、透明件粘接区边缘结构典型试验件、通条厚度典型试验件、通条安装位置典型试验件进行疲劳试验，可参照以下步骤进行：
以2～6Hz的频率对各个典型试验件进行加载；
在试验达到10万次时，若典型试验件未被破坏，停止试验；
统计各个典型试验件的寿命，记录各个典型试验件的破坏形式，采集各个典型试件破坏的典型照片。
在一些可选的实施例中，上述的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法中，所述依据静力试验、疲劳试验的结果，确定关键构型的具体形式，及其关键参数的具体取值，具体为：
依据静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定关键构型的具体形式，及其关键参数的具体取值。
在一些可选的实施例中，上述的座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法中，所述依据静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定关键构型的具体形式，及其关键参数的具体取值，包括：
依据各个透明件粘接区宽度典型试验件的静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定透明件粘接区的具体宽度；
依据各个透明件粘接区边缘结构典型试验件进行静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定透明件粘接区边缘结构具体形式；
依据各个通条厚度典型试验件进行静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定通条的具体厚度；
依据各个通条安装位置典型试验件进行静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定通条的具体安装位置。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，领域内技术人员应该理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种座舱盖透明件边缘连接结构优化设计方法，其特征在于，包括：
确定影响座舱盖透明件边缘连接结构性能的关键构型及其参数；
确定关键构型的形式范围，及其关键参数的取值范围；
依据关键构型的形式范围，及其关键参数的取值范围，制作对应的典型试验件；
对典型试验件进行静力试验、疲劳试验；
依据静力试验、疲劳试验的结果，确定关键构型的具体形式，及其关键参数的具体取值；
所述确定影响座舱盖透明件边缘连接结构性能的关键构型及其参数，具体为：
基于仿真分析计算飞机座舱盖透明件边缘连接结构的承载情况，确定影响座舱盖透明件边缘连接结构性能的关键构型及其参数；
所述关键构型及其参数包括：透明件粘接区宽度、透明件粘接区边缘结构、通条厚度、通条安装位置；
确定关键构型的形式范围，及其关键参数的取值范围，包括：
确定透明件粘接区宽度的取值范围；
确定透明件粘接区边缘结构的形式范围；
确定通条厚度的取值范围；
确定通条安装位置的取值范围；
所述依据关键构型的形式范围，及其关键参数的取值范围，制作对应的典型试验件，包括：
依据透明件粘接区宽度的取值范围，制作对应的透明件粘接区宽度典型试验件；
依据透明件粘接区边缘结构形式范围，制作对应的透明件粘接区边缘结构典型试验件；
依据通条厚度的取值范围，制作对应的通条厚度典型试验件；
依据通条安装位置的取值范围，制作对应的通条安装位置典型试验件；
透明件粘接区宽度典型试验件，对应于透明件粘接区宽度的取值范围，将涤丝带通过胶黏剂以不同的粘接宽度粘接在透明件两端，以透明件两端粘接的涤丝带作为加载部位和边界支撑条件；
透明件粘接区边缘结构典型试验件，对应于透明件粘接区边缘结构形式，包括平面带倒圆角、斜面，提取座舱盖边缘连接结构做成对称结构作为加载部位和边界支撑条件；
通条厚度典型试验件，对应于通条厚度的取值范围，提取座舱盖边缘连接结构做成对称结构作为加载部位和边界支撑条件；
通条安装位置典型试验件的结构，对应于通条安装位置的取值范围，包括置上、置中、置下位置，提取座舱盖边缘连接结构做成对称结构作为加载部位和边界支撑条件;
所述对典型试验件进行静力试验、疲劳试验，包括：
对透明件粘接区边缘结构形式范围对应的各个透明件粘接区宽度典型试验件进行静力试验、疲劳试验；
对透明件粘接区边缘结构形式范围对应的各个透明件粘接区边缘结构典型试验件进行静力试验、疲劳试验；
对通条厚度的取值范围对应的各个通条厚度典型试验件进行静力试验、疲劳试验；
对通条安装位置的取值范围对应的各个通条安装位置典型试验件进行静力试验、疲劳试验;
所述依据静力试验、疲劳试验的结果，确定关键构型的具体形式，及其关键参数的具体取值，具体为：
依据静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定关键构型的具体形式，及其关键参数的具体取值;
所述依据静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定关键构型的具体形式，及其关键参数的具体取值，包括：
依据各个透明件粘接区宽度典型试验件的静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定透明件粘接区的具体宽度；
依据各个透明件粘接区边缘结构典型试验件进行静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定透明件粘接区边缘结构具体形式；
依据各个通条厚度典型试验件进行静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定通条的具体厚度；
依据各个通条安装位置典型试验件进行静力试验破坏载荷、疲劳试验寿命，确定通条的具体安装位置;
对各个透明件粘接区宽度典型试验件、透明件粘接区边缘结构典型试验件、通条厚度典型试验件、通条安装位置典型试验件进行静力试验，具体为：
对各个典型试验件按5%载荷逐级加载至67%，而后依次加载至100%，应变和位移的测量与加载同步进行；
试验加载至100%载荷后继续加载至破坏；
进行试验数据处理分析，绘制P-ε曲线，获得典型试验件破坏载荷，记录各个典型试验件的破坏形式，采集各个典型试验件破坏的典型照片；
对各个透明件粘接区宽度典型试验件、透明件粘接区边缘结构典型试验件、通条厚度典型试验件、通条安装位置典型试验件进行疲劳试验，具体为：
以2～6Hz的频率对各个典型试验件进行加载；
在试验达到10万次时，若典型试验件未被破坏，停止试验；
统计各个典型试验件的寿命，记录各个典型试验件的破坏形式，采集各个典型试件破坏的典型照片。
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