[发明专利]一种基于有限元模型的飞机双铰链舵面偏转方法

说明书

本发明属于飞机强度计算领域，涉及一种基于有限元模型的飞机双铰链舵面偏转方法。其特征在于所述的方法包括如下步骤：步骤1、在双铰链舵面中立位置前、后舵面的有限元模型中分别建立偏转坐标系1和2，坐标系1和2的Z轴与舵面转轴重合；步骤2、将前舵面有限元模型的节点坐标修改为坐标系1下的局部坐标；将后舵面有限元模型的节点坐标修改为坐标系2下的局部坐标；步骤3、将坐标系2的参考点坐标修改为坐标系1下的局部坐标；步骤4、根据各载荷工况下舵面的偏转角度，将坐标系1和2沿Z轴进行相应角度偏转，得到偏转后的坐标系1和2，实现了双铰链舵面偏转。提供一种计算方法简便的基于有限元模型的飞机双铰链舵面偏转方法。

技术领域

本发明属于飞机强度计算领域，涉及一种基于有限元模型的飞机双铰链舵面偏转方法。

背景技术

飞机双铰链舵面在不同载荷工况下偏转角度不同，且后舵面与前舵面进行随动偏转，前后舵面偏转角度不同，引起各工况下作动器轴线距转轴距离不同。通常分析计算时工况个数(偏转角度)多达上千种，同时舵面模型节点数也多达上千个，采用修改有限元模型节点坐标值而得到各偏转角度的有限元模型的方法计算量极大，难以建立各偏转角度的真实状态有限元模型，因此通常情况下仅在中立位置(偏转角度为0)双铰链舵面模型中进行求解，导致舵面各支座的支反力计算结果不真实。

发明内容

本发明的目的：提供一种计算方法简便的基于有限元模型的飞机双铰链舵面偏转方法。

本发明的技术方案：一种基于有限元模型的飞机双铰链舵面偏转方法，其特征在于所述的方法包括如下步骤：

步骤1、在双铰链舵面中立位置前、后舵面的有限元模型中分别建立偏转坐标系1和2，坐标系1和2的Z轴与舵面转轴重合；

步骤2、将前舵面有限元模型的节点坐标修改为坐标系1下的局部坐标；

将后舵面有限元模型的节点坐标修改为坐标系2下的局部坐标；

步骤3、将坐标系2的参考点坐标修改为坐标系1下的局部坐标；

步骤4、根据各载荷工况下舵面的偏转角度，将坐标系1和2沿Z轴进行相应角度偏转，得到偏转后的坐标系1和2，实现了双铰链舵面偏转。

优选地，采用PATRAN软件的PCL语言实现飞机双铰链舵面的偏转。

优选地，在基于PATRAN软件实现飞机双铰链舵面的偏转系统内预置有每种飞机载荷情况下舵面对应的偏转角度。

优选地，对于多种载荷情况，各载荷情况偏转坐标系输出到不同的偏转坐标系文件，文件名称采用载荷情况号。

本发明的有益效果：与现有技术中进行修改有限元模型各节点坐标值的方法实现舵面偏转相比，本发明通过修改坐标系角度而实现舵面偏转，客观上减少了计算量。

附图说明

图1为某飞机中立位置的双铰链舵面有限元模型；

图2为图1的俯视图；

图3为飞机主视图下的全机坐标系；

图4为飞机俯视图下的全机坐标系；

图5为偏转后的双铰链有限元模型；

图6为图5的俯视图。

具体实施方式

以某飞机双铰链舵面为例，详细说明本专利方法。

步骤一：图1和2所示为某飞机中立位置(舵面偏角为0度)的双铰链舵面有限元模型，在前、后舵面的有限元模型中分别建立偏转坐标系83003和84003，且坐标系83003和84003的Z轴分别与前、后舵面的转轴重合；