[发明专利]一种飞机耳片参数化设计方法

说明书

本发明涉及一种飞机耳片参数化设计方法，本发明飞机耳片参数化设计方法对耳片各项特征参数进行分析，确定出驱动参数和从动参数；将驱动参数中的重要参数确定为耳片关键参数及耳片参数因子，搭建耳片关键参数与耳片参数因子、耳片强度性能之间的数学模型；设置驱动参数初始值，通过驱动参数与从动参数的几何关系快速得到从动参数值。判定从动参数中的安全裕度是否满足强度设计目标，若不满足强度设计目标，则进行重置耳片关键参数，迭代优化，直至得到满足强度设计的耳片设计方案。本发明能够快速得到满足强度性能和使用需求的耳片相关尺寸参数，具有易于实施，结果可靠，极大缩短了设计周期，降低了设计成本，并显著地提高耳片设计效率和质量。

技术领域

本发明属于飞机结构设计技术，具体涉及一种飞机耳片快速参数化设计方法。

背景技术

飞机结构设计中，传递集中载荷的部位有大量采用耳片接头连接的结构形式。比如机身与尾翼连接的背鳍连接接头、升降舵的舵面连接接头等。耳片的尺寸参数是否合理直接决定了耳片的承载能力、重量、制造工艺及成本。

然而目前耳片设计主要是设计师依据设计经验，进行反复尺寸参数调整、查飞机设计手册相关图表及公式进行计算等，缺乏系统的参数优化设计手段，往往单个参数的修改，对其它参数带来不确定的影响，很难进行预测，因此各参数之间协调优化难度大，设计周期长，工作量大、重复性工作多，设计成本偏高且设计过程不直观、设计中的错误也不容易发现。所以，迫切地需要一种高效、简洁的参数设计方法。

发明内容

本发明的目的是：提出一种高效、简洁、可靠的飞机耳片参数化设计方法。

本发明采取的技术方案为：一种飞机耳片参数化设计方法，对耳片各项特征参数进行分析，确定出驱动参数和从动参数；将驱动参数中的重要参数确定为耳片关键参数及耳片参数因子，搭建耳片关键参数与耳片参数因子、耳片承载效率系数、耳片强度性能之间的数学模型；设置驱动参数初始值，通过驱动参数与从动参数的几何关系快速得到从动参数值；根据从动参数中的安全裕度是否满足强度设计目标，进行耳片关键参数迭代优化，直至得到满足强度性能的耳片设计方案。

所述的飞机耳片参数化设计方法，其包括如下步骤：

步骤1：确定设计目标相关的参数

对耳片按结构特点将参数分为不同级别，进而对各项特征参数进行分析，确定出驱动参数和从动参数；

步骤2：选取某一耳片驱动参数作为耳片关键参数，其它驱动参数作为耳片参数因子，建立其与耳片的承载效率系数之间的关系，搭建耳片关键参数及耳片参数因子与耳片强度性能之间的模型；

步骤3：给驱动参数初始值，运用步骤2驱动参数与从动参数的关系快速得到从动参数。

步骤4：判定安全裕度是否满足强度设计目标，若不满足强度设计目标，重复步骤3、4，直至满足强度设计目标为止。

步骤5：得到满足强度设计的耳片后，通过微调耳片关键参数，快速实现耳片设计的进一步修正优化。使耳片结构重量较轻。

步骤6：通过步骤5，确定满足强度及结构重量的耳片尺寸，通过CATIA软件参数化设计，实现准确、快速、可靠的得到满足需求的耳片模型。

耳片的驱动参数包括耳孔直径、耳片高度至少其一。

耳片参数与耳片强度性能之间的关系：

(1)耳片承受轴向载荷

当耳片承受轴向载荷时，根据耳片剪切－挤压破坏要求，耳片的剪切－挤压效率系数K_br与P相关联，得到耳片关键参数P与K_br、K_t的关系式：