[发明专利]一种撞击载荷工程模型可靠性的验证方法及装置有效
| 申请号： | 201910433630.0 | 申请日： | 2019-05-23 |
| 公开（公告）号： | CN110210093B | 公开（公告）日： | 2023-09-26 |
| 发明（设计）人： | 攸国顺;王为;李铁萍;袁福平;武晓雷 | 申请（专利权）人： | 生态环境部核与辐射安全中心;中国科学院力学研究所 |
| 主分类号： | G06F30/15 | 分类号： | G06F30/15;G06F30/23;G06F111/10;G06F119/02;G06F119/14 |
| 代理公司： | 北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙) 11390 | 代理人： | 胡剑辉 |
| 地址： | 100000 *** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 撞击 载荷 工程 模型 可靠性 验证 方法 装置 | ||
1.一种撞击载荷工程模型可靠性的验证方法，其特征在于，所述方法包括：
获取预先建立的大型商用飞机的几何模型；
获取预先建立的大型商用飞机和刚性墙的有限元计算模型；
利用所述有限元计算模型，计算所述大型商用飞机的几何模型以预设撞击速度撞击所述刚性墙的第一数值；
利用经过修正的Riera模型，计算所述大型商用飞机的几何模型以所述预设撞击速度撞击所述刚性墙的第二数值；
利用撞击载荷工程模型，计算所述大型商用飞机的几何模型以所述预设撞击速度撞击所述刚性墙的第三数值；
将所述第三数值与第一数值、第二数值分别进行比较，以验证撞击载荷工程模型的可靠性；
其中，所述撞击载荷工程模型可以通过以下方式得到：
确定压损载荷总冲量IP(t)与冲击载荷总冲量IF(t)；
计算压损载荷总冲量IP(t)与冲击载荷总冲量IF(t)之比γ＝IP/IF；
根据压损载荷总冲量IP(t)与冲击载荷总冲量IF(t)之比，将经过修正的Riera模型转换为撞击载荷工程模型；
所述利用所述有限元计算模型，计算所述大型商用飞机的几何模型以预设撞击速度撞击所述刚性墙的第一数值，包括：
对大型商用飞机的几何模型所采用的网格大小和网格加密模型的计算结果进行对比，研究有限元计算模型的网格尺寸效应；
在有限元计算模型的网格尺寸效应满足预设的精度要求之后，利用所述有限元计算模型，计算所述大型商用飞机的几何模型以预设撞击速度撞击所述刚性墙的第一数值；
所述利用撞击载荷工程模型，计算所述大型商用飞机的几何模型以所述预设撞击速度撞击所述刚性墙的第三数值，包括：
确定撞击载荷工程模型中参数；
在确定撞击载荷工程模型中参数之后，利用撞击载荷工程模型，计算所述大型商用飞机的几何模型以所述预设撞击速度撞击所述刚性墙的第三数值；
所述确定撞击载荷工程模型中参数，包括：
提取所述第一数值，获得刚性墙受到的撞击力载荷时程曲线，和机身平均速度时程曲线；
对机身平均速度时程曲线进行积分获得位移时程曲线，从而获得机身质量线密度时程曲线；
对机身质量线密度时程曲线进行积分获得已碰撞质量位移曲线，从而获得已碰撞质量时程曲线；
对机身平均速度求导获得机身平均加速度时程曲线，则任一时刻的压损载荷：
Pc(t)＝a(t)[M总-M(t)]
分别对撞击力载荷时程曲线、压损载荷时程曲线、动载荷项时程曲线进行积分，获得撞击力载荷时程曲线对应的总冲量、压损载荷时程曲线对应的总冲量、动载荷项时程曲线对应的总冲量；
根据所述撞击力载荷时程曲线对应的总冲量、所述压损载荷时程曲线对应的总冲量、所述动载荷项时程曲线对应的总冲量，以及经过修正的Riera模型，确定撞击载荷工程模型中参数；
所述撞击载荷工程模型为：
2.一种撞击载荷工程模型可靠性的验证装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取预先建立的大型商用飞机的几何模型；
第二获取模块，用于获取预先建立的大型商用飞机和刚性墙的有限元计算模型；
第一计算模块，用于利用所述有限元计算模型，计算所述大型商用飞机的几何模型以预设撞击速度撞击所述刚性墙的第一数值；
第二计算模块，用于利用经过修正的Riera模型，计算所述大型商用飞机的几何模型以所述预设撞击速度撞击所述刚性墙的第二数值；
第三计算模块，用于利用撞击载荷工程模型，计算所述大型商用飞机的几何模型以所述预设撞击速度撞击所述刚性墙的第三数值；
验证模块，用于将所述第三数值与第一数值、第二数值分别进行比较，以验证撞击载荷工程模型的可靠性；
其中，所述撞击载荷工程模型可以通过以下方式得到：
确定压损载荷总冲量IP(t)与冲击载荷总冲量IF(t)；
计算压损载荷总冲量IP(t)与冲击载荷总冲量IF(t)之比γ＝IP/IF；
根据压损载荷总冲量IP(t)与冲击载荷总冲量IF(t)之比，将经过修正的Riera模型转换为撞击载荷工程模型；
所述第一计算模块具体用于：
对大型商用飞机的几何模型所采用的网格大小和网格加密模型的计算结果进行对比，研究有限元计算模型的网格尺寸效应；
在有限元计算模型的网格尺寸效应满足预设的精度要求之后，利用所述有限元计算模型，计算所述大型商用飞机的几何模型以预设撞击速度撞击所述刚性墙的第一数值；
所述第三数值计算模块包括：
参数确定子模块，用于确定撞击载荷工程模型中参数；
第三数值计算子模块，用于在确定撞击载荷工程模型中参数之后，利用撞击载荷工程模型，计算所述大型商用飞机的几何模型以所述预设撞击速度撞击所述刚性墙的第三数值；
所述参数确定子模块具体用于：
提取所述第一数值，获得刚性墙受到的撞击力载荷时程曲线，和机身平均速度时程曲线；
对机身平均速度时程曲线进行积分获得位移时程曲线，从而获得机身质量线密度时程曲线；
对机身质量线密度时程曲线进行积分获得已碰撞质量位移曲线，从而获得已碰撞质量时程曲线；
对机身平均速度求导获得机身平均加速度时程曲线，则任一时刻的压损载荷：
Pc(t)＝a(t)[M总-M(t)]
分别对撞击力载荷时程曲线、压损载荷时程曲线、动载荷项时程曲线进行积分，获得撞击力载荷时程曲线对应的总冲量、压损载荷时程曲线对应的总冲量、动载荷项时程曲线对应的总冲量；
根据所述撞击力载荷时程曲线对应的总冲量、所述压损载荷时程曲线对应的总冲量、所述动载荷项时程曲线对应的总冲量，以及经过修正的Riera模型，确定撞击载荷工程模型中参数；
所述撞击载荷工程模型为：
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