一種大載荷下機身主承力結構件的地面驗證方法
【專利摘要】本發明屬于飛機結構強度【技術領域】，涉及一種大載荷下機身主承力結構件的地面驗證方法。所述方法包含以下步驟：1.1)分析橫梁1在機體內的變形情況；1.2)簡化機身對橫梁1的支撐，形成初步模擬支撐結構方案；1.3)分析橫梁1在初步模擬支撐結構下的變形情況；1.4)匹配簡化前后試驗件變形情況，得到最終模擬支撐結構參數；1.5)開展最終模擬支撐結構和試驗夾具的制造，開展地面驗證試驗。本發明簡化了試驗件(橫梁1)支撐結構方案，減少試驗輔助零件的使用，大量節約試驗成本和周期。
【專利說明】一種大載荷下機身主承力結構件的地面驗證方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于飛機結構強度【技術領域】，涉及一種大載荷下機身主承力結構件的地面驗證方法。
【背景技術】
[0002]參見圖1，在某型飛機設計過程中，前起落架安裝點所在框上采用了一個帶高向耳片的橫梁1，即主承力結構件。該橫梁I采用鈦合金激光成形方法制成，該技術屬首次裝機，需進行充分的地面驗證后才能裝機使用。
[0003]主承力結構件與機身有多處連接點，邊界條件復雜，不利于開展地面驗證試驗。此種情況下，通常制造一個機身段作為主承力結構件的支撐段進行驗證試驗。此種方法需要額外制造大量零件作為輔助，試驗成本高，周期長。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是:提出一種地面試驗驗證方法，簡化大載荷下機身主承力結構件地面驗證試驗，減少試驗夾具的使用，并保證試驗準確性。
[0005]本發明的技術方案是:一種大載荷下機身主承力結構件的地面驗證方法，其特征為所述方法包含以下步驟:
[0006]1.1)分析橫梁I在機體內的變形情況:橫梁I通過螺接、鉚接安裝在機體結構2上，前起落架3通過軸承安裝在橫梁I的耳片4上；根據機體結構設計圖紙，建立橫梁I所在艙段的有限元模型，按試驗工況進行加載，提取在各個試驗工況下橫梁I的變形情況；
[0007]1.2)簡化機身對橫梁I的支撐，形成初步模擬支撐結構方案:在保證集中載荷在橫梁I內傳遞路線基礎上，對橫梁I的支撐邊界進行簡化，忽略掉支撐剛度較弱的結構，合并支撐形式類似的結構，形成初步模擬支撐結構，使用支撐件A5、支撐件B6和過渡梁7模擬機身支撐；
[0008]1.3)分析橫梁I在初步模擬支撐結構下的變形情況:根據初步模擬支撐結構建立有限元模型，按試驗工況進行加載，提取在各個試驗工況下，橫梁I的變形情況；
[0009]1.4)匹配簡化前后試驗件變形情況，得到最終模擬支撐結構參數:對比簡化前后的變形情況，調整初步模擬支撐結構的支撐剛度，使各個工況下簡化前后橫梁變形量相同，即得到了最終模擬支撐結構的設計參數；
[0010]1.5)開展最終模擬支撐結構和試驗夾具的制造，開展地面驗證試驗。
[0011]本發明的有益效果在于:本發明一種大載荷下機身主承力結構件的地面驗證方法，簡化了試驗件(橫梁I)支撐結構方案，減少試驗輔助零件的使用，大量節約試驗成本和周期。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明中的前起落架橫梁的實際安裝結構示意圖；
[0013]圖2為本發明中的初步模擬支撐結構方案示意圖；
[0014]圖3為本發明中的最終模擬支撐結構示意圖；
[0015]其中:1-橫梁，2-機體結構，3-前起落架，4-耳片，5-支撐件A、6_支撐件B，7 -過渡梁，8-試驗件，9-軸承孔，10-接頭A、ll-接頭B。
【具體實施方式】
[0016]下面結合說明書附圖對本發明的【具體實施方式】做進一步說明。
[0017]I)分析橫梁I在機體內的變形情況:帶高向耳片的橫梁結構及其在機體內安裝方式見圖1，橫梁I通過螺接、鉚接安裝在機體結構2上，前起落架3通過軸承安裝在橫梁I的耳片4上；根據機體結構設計圖紙，建立橫梁I所在艙段的有限元模型，按試驗工況進行加載，提取在各個試驗工況下橫梁I的變形情況。
[0018]2)簡化機身對橫梁I的支撐，形成初步模擬支撐結構方案:在保證集中載荷在橫梁I內傳遞路線基礎上，對橫梁I的支撐邊界進行簡化，合并支撐形式類似的結構，忽略掉支撐剛度較弱的結構，形成初步模擬支撐結構，使用支撐件A 5、支撐件B 6和過渡梁7模擬機身支撐；在簡化過程中，若無法確定一個支撐結構剛度對支撐結構的影響，則保留該結構。
[0019]3)分析橫梁I在初步模擬支撐結構下的變形情況:根據初步模擬支撐結構建立有限元模型，按試驗工況進行加載，提取在各個試驗工況下，橫梁I的變形情況。
[0020]4)匹配簡化前后試驗件變形情況，得到最終模擬支撐結構參數:對比簡化前后的變形情況，調整初步模擬支撐結構的支撐剛度，使各個工況下簡化前后橫梁變形量相同，最大變形量不超過5%，即得到了最終模擬支撐結構的設計參數，必要時可使用優化分析軟件來進行支撐剛度優化。
[0021]5)開展最終模擬支撐結構和試驗夾具的制造，開展地面驗證試驗:經計算分析得到模擬支撐結構方案，見圖3，8為橫梁試驗件，將橫梁I兩端改為接頭AlO和接頭BI I，用來與剛性承力墻連接；過渡梁7為模擬支撐結構，接頭4為橫梁的一部分，與過渡梁7通過螺栓連接，過渡梁7另一端通過夾具與剛性承力墻連接剛性承力墻連接；加載機通過軸承孔9對試驗件進行加載試驗。
【權利要求】
1.一種大載荷下機身主承力結構件的地面驗證方法，其特征為所述方法包含以下步驟: 1.1)分析橫梁(1)在機體內的變形情況:橫梁(1)通過螺接、鉚接安裝在機體結構(2)上，前起落架(3)通過軸承安裝在橫梁(1)的耳片(4)上；根據機體結構設計圖紙，建立橫梁(1)所在艙段的有限元模型，按試驗工況進行加載，提取在各個試驗工況下橫梁(1)的變形情況； 1.2)簡化機身對橫梁(1)的支撐，形成初步模擬支撐結構方案:在保證集中載荷在橫梁(1)內傳遞路線基礎上，對橫梁(1)的支撐邊界進行簡化，忽略掉支撐剛度較弱的結構，合并支撐形式類似的結構，形成初步模擬支撐結構，使用支撐件A(5)、支撐件B(6)和過渡梁(7)模擬機身支撐； 1.3)分析橫梁(1)在初步模擬支撐結構下的變形情況:根據初步模擬支撐結構建立有限元模型，按試驗工況進行加載，提取在各個試驗工況下，橫梁(1)的變形情況； 1.4)匹配簡化前后試驗件變形情況，得到最終模擬支撐結構參數:對比簡化前后的變形情況，調整初步模擬支撐結構的支撐剛度，使各個工況下簡化前后橫梁變形量相同，即得到了最終模擬支撐結構的設計參數； 1.5)開展最終模擬支撐結構和試驗夾具的制造，開展地面驗證試驗。
【文檔編號】B64F5/00GK104477404SQ201410668660
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】金鳳新, 丁慶東, 李光超 申請人:中國航空工業集團公司沈陽飛機設計研究所