[发明专利]一种舱门气动载荷等效节点力处理方法

说明书

本发明涉及一种舱门气动载荷等效节点力处理方法。采用舱门气动载荷等效节点力处理方法，可以将气动载荷精确分配到有限元模型节点上，载荷分布准确，计算精度高，适用于各种舱门气动外形，应用广泛；同时对计算误差进行控制，必要时可进行误差修正；计算结果可直接供Nastran读取使用，方便快捷。

技术领域

本发明涉及一种舱门气动载荷等效节点力处理方法。

背景技术

气动载荷计算和有限元模型计算都需要将飞机外形进行网格划分，由于在各领域内都有自己的求解精度和效率要求，对于网格密度需求不同，从而导致结构有限元网格和气动载荷计算网格形式差异很大，不能保证有限元网格和载荷计算网格完全重合。因此需要寻求一种气动数据处理方法，以实现气动数据在有限元模型计算网格与气动载荷计算网格上的传递，而传统的插值方法计算误差大，曲面越复杂误差越明显，因此需要更加高效精准的载荷处理方法来保证有限元模型计算精度。

发明内容

发明目的：提出一种舱门气动载荷等效节点力处理方法，以满足有限元模型计算精度的需求。

技术方案：一种舱门气动载荷等效节点力处理方法。本方法具体实施步骤如下：

第一步，读取气动总载总距(包含压心位置)文件、气动分布载荷(CP值)文件，气动网格模型；

第二步，读取舱门有限元模型(包含节点位置、三角形单元、四边形单元)，如图1所示；

第三步，判断气动网格和舱门有限元单元网格的密度，如果气动网格密度小于有限元单元网格密度则采用线性插值方法细化气动网格；

第四步，通过对气动网格面元积分将各个网格的CP值转换为节点力；

第五步，判断气动网格节点落在有限元模型单元网格上的位置，通过等效节点力方法计算得到有限元模型单元节点力；

第六步，根据压心位置计算有限元模型节点力的总载总距，并与气动载荷总载总距进行对比，分析误差。如果计算误差在3％以内认为可接受，否则采用小增量加权修正方法进行修正节点力，将误差控制在3％以内。

第七步，按照Nastran读取格式输出有限元模型节点力。

有益技术效果：采用舱门气动载荷等效节点力处理方法，可以将气动载荷精确分配到有限元模型节点上，载荷分布准确，计算精度高，适用于各种舱门气动外形，应用广泛；同时对计算误差进行控制，必要时可进行误差修正；计算结果可直接供Nastran读取使用，方便快捷。

附图说明

图1为程序流程图；

图2为气动网格及舱门有限元模型示意图；

图3为四边形单元局部坐标系下任意点P的对应关系图；

图4为有限元模型节点力分布示意图；

图5为Nastran读取格式输出示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种舱门气动载荷等效节点力处理方法。本方法具体实施步骤如下：

第一步，读取气动总载总距(包含压心位置)文件、气动分布载荷(CP值)文件，气动网格模型；

第二步，读取舱门有限元模型(包含节点位置、三角形单元、四边形单元)，如图1所示；

第三步，判断气动网格和舱门有限元单元网格的密度，如果气动网格密度小于有限元单元网格密度则采用线性插值方法细化气动网格；

第四步，通过对气动网格面元积分将各个网格的CP值转换为节点力；

第五步，判断气动网格节点落在有限元模型单元网格上的位置，通过等效节点力方法计算得到有限元模型单元节点力；