【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及飞机结构设计技术,尤其涉及一种飞机机翼结构的优化方法和装置。
技术介绍
飞机机翼结构包括:上、下蒙皮、梁腹板、肋腹板、梁缘条、蒙皮加强筋等。其中在求得最优的飞机机翼有限元模型时,会将飞机机翼结构中的上、下蒙皮厚度、梁腹板厚度、肋腹板厚度、梁缘条面积、蒙皮加强筋面积分割成为一定形状和数量通过节点连接的有限元单元,创建飞机机翼有限元模型。具体的,如图1所示对飞机机翼上蒙皮划分成3个区域,其中每个区域中包括9个有限元单元,每个区域中的飞机机翼上蒙皮厚度是相同的。在满足飞机机翼有限元模型的结构优化约束条件下求解飞机机翼上蒙皮各个区域的厚度,用同样的方法求得飞机机翼其他结构的面积或者厚度,根据求得飞机机翼结构的面积或者厚度,从而得到飞机机翼有限元模型的重量,选取重量最轻的飞机机翼有限元模型用于后续加工飞机机翼。采用上述方法得到的飞机机翼有限元模型中结构的不同区域存在不同的厚度,产生同一结构中的相邻区域的厚度为离散值的情况,然而,实际加工时飞机机翼结构采用连续加工成型,因此,上述方法得到的飞机机翼有限元模型不利于实际连续加工成型飞机机翼。
技术实现思路
本专利技术提供一种飞机机翼结构的优化方法和装置,减少了得到飞机机翼有限元模型过程中的需要求解的量,可以加快优化进程,同时用该方法得到的飞机机翼有限元模型更逼近实际飞机机翼连续加工成型的特点,有利于根据飞机机翼有限元模型加工连续成 ...
【技术保护点】
一种飞机机翼结构的优化方法,其特征在于,根据预设循环次数进行循环,每次循环包括:根据全局优化算法确定前肋腹板厚度;如果所述前肋腹板厚度大于预设厚度,则根据全局优化算法确定的第一飞机机翼有限元模型的至少一个其他飞机机翼部件表达式中的参数,计算所述第一飞机机翼有限元模型对应的飞机机翼重量,所述第一飞机机翼有限元模型包括所述前肋腹板厚度和所述至少一个其他飞机机翼部件表达式;如果所述前肋腹板厚度小于等于所述预设厚度,则根据所述全局优化算法确定的第二飞机机翼有限元模型的至少一个其他飞机机翼部件表达式中的参数,计算第二飞机机翼有限元模型对应的飞机机翼重量,所述第二飞机机翼有限元模型包括所述至少一个其他飞机机翼部件表达式;经过所述预设循环次数循环,得到所述预设循环次数的飞机机翼重量;获取所述预设循环次数的飞机机翼重量中的较轻飞机机翼重量对应的至少一个飞机机翼部件表达式。
【技术特征摘要】
1.一种飞机机翼结构的优化方法,其特征在于,根据预设循环次数进行循
环,每次循环包括:
根据全局优化算法确定前肋腹板厚度;
如果所述前肋腹板厚度大于预设厚度,则根据全局优化算法确定的第一飞
机机翼有限元模型的至少一个其他飞机机翼部件表达式中的参数,计算所述第
一飞机机翼有限元模型对应的飞机机翼重量,所述第一飞机机翼有限元模型包
括所述前肋腹板厚度和所述至少一个其他飞机机翼部件表达式;
如果所述前肋腹板厚度小于等于所述预设厚度,则根据所述全局优化算法
确定的第二飞机机翼有限元模型的至少一个其他飞机机翼部件表达式中的参数,
计算第二飞机机翼有限元模型对应的飞机机翼重量,所述第二飞机机翼有限元
模型包括所述至少一个其他飞机机翼部件表达式;
经过所述预设循环次数循环,得到所述预设循环次数的飞机机翼重量;
获取所述预设循环次数的飞机机翼重量中的较轻飞机机翼重量对应的至少
一个飞机机翼部件表达式。
2.根据权利要求1所述的飞机机翼结构的优化方法,其特征在于,在根据
全局优化算法确定前肋腹板厚度之后,还包括:
根据确定的前肋腹板厚度以及下述至少一个其他飞机机翼部件表达式构造
所述第一飞机机翼有限元模型:
上蒙皮厚度的二次多项式、下蒙皮厚度的二次多项式、梁腹板厚度的一次多
项式、肋腹板厚度的一次多项式、梁缘条面积的一次多项式或蒙皮加强筋面积
的一次多项式。
3.根据权利要求1所述的飞机机翼结构的优化方法,其特征在于,在根据
\t全局优化算法确定前肋腹板厚度之后,还包括:
根据下述至少一个其他飞机机翼部件构造所述第二飞机机翼有限元模型:
上蒙皮厚度的二次多项式、下蒙皮厚度的二次多项式、梁腹板厚度的一次多
项式、肋腹板厚度的一次多项式、梁缘条面积的一次多项式或蒙皮加强筋面积
的一次多项式。
4.根据权利要求1所述的飞机机翼结构的优化方法,其特征在于,在所述
计算所述第一飞机机翼有限元模型对应的飞机机翼重量之前,还包括:
将所述至少一种工况载荷施加到根部固支约束的飞机机翼蒙皮节点上;
对被施加所述至少一种工况的第一飞机机翼有限元模型进行静力分析,得
到第一应力和第一翼稍转角;
对被施加所述至少一种工况的第一飞机机翼有限元模型进行屈曲分析,得
到第一临界屈曲因子;
相应的,所述计算所述第一飞机机翼有限元模型对应的飞机机翼重量,包
括:
如果所述第一应力小于等于预设应力、所述第一翼稍转角小于等于预设翼
稍转角且所述第一临界屈曲因子大于等于预设临界屈曲因子,则根据全局优化
算法确定的第一飞机机翼有限元模型的至少一个其他飞机机翼部件表达式中的
参数和前肋腹板厚度,计算所述第一飞机机翼有限元模型对应的飞机机翼重量。
5.根据权利要求4所述的飞机机翼结构的优化方法,其特征在于,如果所
述第一应力大于预设应力、所述第一翼稍转角大于预设翼稍转角或所述第一临
界屈曲因子小于预设临界屈曲因子,则根据全局优化算法调整所述第一飞机机
翼有限元模型的至少一个其他飞机机翼部件表达式中的至少一个参数和/或所
\t述前肋腹板厚度,得到改进的第一飞机机翼有限元模型;
相应的,将所述至少一种工况载荷施加到根部固支约束的飞机机翼蒙皮节
点上,包括:
将所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:邱菊,胡震东,
申请(专利权)人:中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心,中国商用飞机有限责任公司,
类型:发明
国别省市:北京;11
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