[发明专利]基于最小二乘法的载荷优化方法

说明书

本申请提供了一种基于最小二乘法的载荷优化方法，包括：根据设计载荷和控制剖面参数，计算各控制剖面的剪力、弯矩和扭矩，并按照列向量的方式将剪力、弯矩和扭矩组成单位目标值；按照加载点载荷是否对控制剖面的剪力、弯矩和扭矩有贡献，计算单位力对控制剖面的剪力、弯矩和扭矩，组成单位载荷矩阵；在满足处理前后总载荷和总弯矩相等的情况下，组成等式约束条件；根据各个控制剖面的剪力误差要求，弯矩误差要求，扭矩误差要求为，计算优化后各个控制剖面的剪力、弯矩和扭矩，满足相对误差要求，作为不等式约束条件；根据单位目标值和单位载荷矩阵，在满足等式约束条件和不等式约束条件下，计算各加载点的载荷。

技术领域

本申请涉及飞机疲劳试验技术领域，具体提供一种基于最小二乘法的载荷优化方法。

背景技术

飞机在整个服役过程中需要经历数百种载荷情况，为确保飞机安全运营，需要进行全尺寸疲劳试验，以验证飞机结构有足够好的抗疲劳和断裂性能。

在全机疲劳试验中，不可能使用一套杠杆系统单独模拟特定试验设计载荷，需要使用一套加载设备模拟飞机数倍寿命内不同起落不同飞行状态的试验设计载荷，全尺寸飞机疲劳试验设计载荷数量多，各载荷情况变化大，试验设计载荷无法施加，因此需要进行疲劳试验载荷处理，即将试验设计载荷通过等效、简化等优化处理，转化为试验实施载荷。

一般在全尺寸飞机疲劳试验载荷处理过程中，只要求保证关键肋或框处的弯矩、剪力和扭矩，这些关键肋、框称之为控制剖面，由于加载点位置载荷试验过程中保持不变，因此载荷处理时允许控制剖面的剪力、弯矩和扭矩存在一定误差。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种基于最小二乘法的载荷优化方法，包括：

根据设计载荷和控制剖面参数，计算各控制剖面的剪力、弯矩和扭矩，并按照列向量的方式将剪力、弯矩和扭矩组成单位目标值；

按照加载点载荷是否对控制剖面的剪力、弯矩和扭矩有贡献，计算单位力对控制剖面的剪力、弯矩和扭矩，组成单位载荷矩阵；

在满足处理前后总载荷和总弯矩相等的情况下，组成等式约束条件：

A_eqx＝B_eq

其中，A_eq为3×N的矩阵，N为加载点数量，B_eq为3×1的列向量，x为各个加载点的最优载荷值；

根据各个控制剖面的剪力误差要求，弯矩误差要求，扭矩误差要求为，计算优化后各个控制剖面的剪力、弯矩和扭矩，满足相对误差要求，作为不等式约束条件；

根据单位目标值和单位载荷矩阵，在满足等式约束条件和不等式约束条件下，通过如下公式计算各加载点的载荷：

Cx＝d

其中，C为单位载荷矩阵，d为单位目标值，x为各加载点的最优载荷值。

本申请实施例提供的基于最小二乘法的载荷优化方法，与现有技术中的载荷处理方法相比，该方法的力学原理清晰，加载点位置确定后，单位载荷矩阵C已经完全确定，便于数值求解。

附图说明

图1是本申请实施例提供的基于最小二乘法的载荷优化方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1示出了本申请实施例提供的基于最小二乘法的载荷优化方法流程图。