[发明专利]一种飞机舷窗有限元模型建模方法

说明书

本发明涉及飞机结构建模技术领域，涉及一种飞机舷窗有限元模型建模方法。该方法包括：对机身壁板进行网格划分，建立有限元模型；对机身舷窗进行网格划分，建立有限元模型；对两者有限元模型的机身舷窗边界节点和机身壁板相应内边界节点建立一一对应关系；在机身舷窗内建立一个中心节点；通过机身舷窗边界节点与中心节点建立刚体元；通过机身壁板内边界节点与中心节点建立刚体元，最终得到飞机舷窗有限元模型。

技术领域

本发明涉及飞机结构建模技术领域，涉及一种飞机舷窗有限元模型建模方法。

背景技术

在现代飞机设计中，为了确保更好的设计精度和安全性，对设计过程中的要求越来越高。对于飞机结构的安全性需要在有限元软件中建立飞机有限元模型，对相关结构进行强度计算，因此对飞机有限元模型的要求也越来越高。在建立飞机结构有限元模型过程中经常会碰到一些用普通单元无法解决的问题，比如飞机舷窗。由于飞机舷窗仅仅承受气动载荷，其在总体有限元模型中所起的作用是在不影响飞机总体传力的前提下，使飞机承受的气动载荷完整而精确。所以这舷窗本身在总体有限元模型中的计算结果并不重要。因此该类型结构具有这样的特性，既要向飞机传递本身的气动载荷，同时又不参与飞机整体受力，即该结构需要设计为只向外传递气动载荷而不传递机身载荷。

传统上，一般是采用虚板(一种厚度很小的薄板)模拟飞机舷窗，该方法解决了舷窗的气动载荷向飞机传递，但是舷窗参与了飞机整体受力，与实际的载荷存在较大误差。

发明内容

本发明的目的是：提出一种飞机舷窗有限元模型建模方法，以解决目前飞机舷窗有限元模型建模方法无法准确反应飞机舷窗实际载荷情况的技术问题。

一种飞机舷窗有限元模型建模方法，包括：

步骤1、对机身壁板进行网格划分，建立有限元模型；

步骤2、对机身舷窗进行网格划分，建立有限元模型；对两者有限元模型的机身舷窗边界节点和机身壁板相应内边界节点建立一一对应关系；

步骤3、在机身舷窗内建立一个中心节点；

步骤4、通过步骤2的机身舷窗边界节点与步骤3的中心节点建立刚体元；

步骤5、通过步骤1的机身壁板内边界节点与步骤3的中心节点建立刚体元，最终得到飞机舷窗有限元模型。

步骤3的刚体元为RBE2刚体元；步骤4的刚体元为RBE3刚体元。

RBE2刚体元中机身舷窗边界节点为主动点，中心节点为从动节点。

RBE3刚体元中中心节点为主动节点，机身壁板内边界节点为从动节点。

中心节点为机身舷窗中心位置的节点。

有限元建模中，飞机机身壁板及舷窗几何尺寸采用四边形板单元CQUAD4。

有限元建模中，舷窗口框简化为梁单元CBAR。

一种计算机可读的存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现上述方法。

本发明的技术效果是：针对现有技术水平的不足，研究一种新的建模方法，建立起一个单向的载荷传递模型：舷窗承受的气动载荷通过RBE2的从动点传递给RBE3的主动点，进而传递给机身壁板。同时飞机机身壁板的载荷却不会传递到舷窗结构上，保证有限元模型载荷传递的准确性，为飞机结构强度计算提供更加准确的载荷。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明：

图1飞机舷窗有限元模型建模流程图；

图2飞机壁板外形示意图；

图3飞机壁板有限元模型图；