[发明专利]一种构建大展弦比柔性机翼气动弹性模型的方法

说明书

本发明提供了一种构建大展弦比柔性机翼气动弹性模型的方法，该方法包括：建立机翼的有限元模型；获取机翼的初步刚度数据；获取机翼在弯曲刚度测试中所有第一位移测试点的位置和在扭转刚度测试中所有第二位移测试点的位置；在机翼的弯曲刚度测试过程中，获取每个第一位移传感器的第一位移数据，并根据多个第一位移数据获取机翼的弯曲刚度测试数据；在机翼的扭转刚度测试过程中，获取每个加载截面对应的每个第二位移传感器的第二位移数据，并根据多个第二位移数据获取机翼的扭转刚度测试数据；对机翼的有限元模型进行修正，获取机翼的气动弹性模型。本发明能够解决现有方法无法准确建立大展弦比柔性机翼气动弹性模型的技术问题。

技术领域

本发明涉及机翼气动弹性模型技术领域，尤其涉及一种构建大展弦比柔性机翼气动弹性模型的方法。

背景技术

大展弦比机翼由于翼展较大，属于几何非线性变形，在数值计算时传统基于小扰动的线性分析方法已经不再适用。在结构设计中，大展弦比机翼结构质量的降低与气弹稳定性的提高是相互制约的。

目前在设计过程中过多依赖于设计人员的经验与判断，缺乏设计准则和依据，因此大展弦比机翼的气动弹性具有如下问题：1)翼面扭转变形所带来的升阻比下降；2)翼操纵效率在机翼弯扭变形下的下降；3)机翼扭转发散问题；4)机翼的颤振问题。针对上述问题，准确获取大展弦比柔性机翼气动弹性模型至关重要。目前传统方法无法准确建立大展弦比柔性机翼气动弹性模型。

发明内容

本发明提供了一种构建大展弦比柔性机翼气动弹性模型的方法，能够解决现有方法无法准确建立大展弦比柔性机翼气动弹性模型的技术问题。

根据本发明的一方面，提供了一种构建大展弦比柔性机翼气动弹性模型的方法，所述方法包括：

根据机翼结构构型和机翼材料参数建立机翼的有限元模型；

根据机翼的有限元模型、机翼尺寸和机翼载荷获取机翼的初步刚度数据；

根据初步刚度数据获取机翼在弯曲刚度测试中所有第一位移测试点的位置和在扭转刚度测试中所有第二位移测试点的位置；

在机翼的弯曲刚度测试过程中，将机翼的下翼面朝上、上翼面朝下放置，分别在每个第一位移测试点的位置上安装第一位移传感器，根据初步刚度数据在机翼的上翼面上进行分区逐级加载，以获取每个第一位移传感器的第一位移数据，并根据多个第一位移数据获取机翼的弯曲刚度测试数据；

在机翼的扭转刚度测试过程中，将机翼的上翼面朝上、下翼面朝下放置，分别在每个第二位移测试点的位置上安装第二位移传感器，根据初步刚度数据选取多个机翼的加载截面，并利用扭转刚度测试工装依次对每个加载截面进行逐级加载，以获取每个加载截面对应的每个第二位移传感器的第二位移数据，并根据多个第二位移数据获取机翼的扭转刚度测试数据；

根据机翼的弯曲刚度测试数据和扭转刚度测试数据对机翼的有限元模型进行修正，获取机翼的气动弹性模型。

优选的，根据初步刚度数据在机翼的上翼面上进行分区逐级加载，以获取每个第一位移传感器的第一位移数据包括：

根据初步刚度数据沿机翼的展向对上翼面进行分区，得到多个第一加载位置，并获取每个第一加载位置对应的加载载荷的数量和每个加载载荷的质量；

按预设顺序完成每级的多个第一加载位置的载荷加载；

获取每个第一位移传感器的第一位移数据。

优选的，按预设顺序完成每级的多个第一加载位置的载荷加载包括：按照从翼尖往翼根的方向完成每级的多个第一加载位置的载荷加载。

优选的，每个第一加载位置的加载载荷的数量相同。

优选的，第一加载位置的加载载荷为沙袋，所述沙袋通过魔术贴与机翼粘接。