[发明专利]主翼面后缘结构及避免后缘卷曲及连接破坏强度分析方法

说明书

本发明涉及结构强度分析技术领域，特别涉及主翼面后缘结构及避免后缘卷曲及连接破坏强度分析方法。该结构包括：主翼面后缘壁板1、密封结构2、动翼面3；其中，密封结构2包括连接区B和夹芯区A；连接区B与主翼面后缘壁板1机械连接，夹芯区A的顶端与夹芯区B接触或存在间隙；连接区B是复材承压板结构，夹芯区A包括内面板A2、外面板A1和橡胶芯子A3；内面板A2和外面板A1之间填充橡胶芯子A3。

技术领域

本发明涉及结构强度分析技术领域，特别涉及主翼面后缘结构及避免后缘卷曲及连接破坏强度分析方法。

背景技术

后缘结构作为飞机的次承力结构，其结构构型设计主要参照已有型号设计经验。在动翼面重复大行程操纵下，载荷形式复杂，结构屈曲严重，局部连接产生破坏，现有分析主要局限在工程经验方面，已不能满足操纵面型号设计需求。

发明内容

发明目的：适用于大型飞机主翼面后缘密封结构的强度设计，以避免其卷曲强度破坏和连接强度破坏。此发明具有较大应用价值，已在某型号主翼面后缘密封结构设计中使用。

技术方案：

一种主翼面后缘结构，包括：主翼面后缘壁板1、密封结构2、动翼面3；

其中，密封结构2包括连接区B和夹芯区A；连接区B与主翼面后缘壁板1机械连接，夹芯区A的顶端与夹芯区B接触或存在间隙；连接区B是复材承压板结构，夹芯区A包括内面板A2、外面板A1和橡胶芯子A3；内面板A2和外面板A1之间填充橡胶芯子A3。

进一步的，橡胶芯子A3为蜂窝结构，其分布厚度与总体外形布置相关。

一种避免后缘卷曲及连接破坏强度分析方法，包括：

对密封结构进行静态应力分析，得到应力以及变形分布趋势；

依据应力以及变形分布趋势，对密封结构的内外面板在预设约束条件下进行结构参数优化，得到内外面板的最优结构参数；预设约束条件包括：体积比、结构最大变形、制造工艺。

进一步的，对密封结构进行静态应力分析，得到应力以及变形分布趋势，包括：

依据总体外形、内外面板的最大厚度，确定橡胶芯子的最小厚度；将橡胶芯子的最小厚度和内外面板的最大厚度作为密封结构的初始结构参数；

采用“组合元素法”对具有初始结构参数的密封结构进行有限元建模；

将内外面板材料的表征、橡胶芯子材料特性的表征输入模型；

将内外面板、内外面板三部分的刚度矩阵进行叠加，并进行有限元线性迭代求解，得到其应力云图及变形云图。

进一步的，依据应力以及变形分布趋势，对密封结构的内外面板在预设约束条件下进行结构参数优化，得到内外面板的最优结构参数，包括：

以密封结构重量最小化为目标函数，以预设的体积比、结构最大变形、面板最大/最小厚度尺寸限制作为约束条件，冻结模型的橡胶芯子区域的优化，对模型的内外面板进行结构参数优化。

进一步的，得到内外面板的最优结构参数之后，所述方法还包括：

采用“组合元素法”对具有初始优化后的结构参数的密封结构进行有限元建模，得到应力数值；

根据应力数值中最大值计算螺栓剪切载荷；

根据螺栓剪切载荷和最优结构参数，计算内外面板钉孔挤压应力；

根据内外面板钉孔挤压应力和许用挤压应力，确定内外面板钉孔挤压强度的安全裕度。

进一步的，采用“组合元素法”对具有初始结构参数的密封结构进行有限元建模，包括：