一种基于CAITA软件的后设备舱整体固有频率计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于CAITA软件的后设备舱整体固有频率计算方法，属于飞机舱体结构设计技术领域。包括以下步骤：步骤一、建立后设备舱整体结构模型；步骤二、将所述设备舱整体结构模型中的安装架结构、角片结构、座舱壁板结构、中机身前端壁板结构的表面进行提取并接合；步骤三、建立若干方形实体，用于组件模拟系统设备；步骤四、将所述各安装架结构之间以及安装架与模拟系统设备之间进行连接模拟；步骤五、建立由步骤二至步骤四模拟结构的有限元模型，结构模型采用“壳元”，系统设备模型采用“实体元”，对整个模型附加材料属性、边界条件并计算固有频率。本发明专利技术通过CAITA软件模拟连接代替螺栓连接，更准确的计算出飞机后设备舱整体的固有频率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于飞机舱体结构设计
，具体涉及一种基于CAITA软件的后设备舱整体固有频率计算方法。
技术介绍
后设备舱位于飞机前机身段后部，飞机座舱与中机身结构之间，安装着飞机中大部分的系统设备。在飞机飞行过程中，为避免后设备舱整体结构的固有频率与飞机各项振动频率接近，从而发生共振，应准确计算出后设备舱整体结构的固有频率大小，进而判定其是否满足要求。
技术实现思路
本专利技术的目的：为了解决上述问题，本专利技术提出了一种基于CAITA软件的后设备舱整体固有频率计算方法，采用CAITA软件模拟后设备舱整体结构及其连接形式，从而更准确的计算出飞机后设备舱整体的固有频率。本专利技术的技术方案：一种基于CAITA软件的后设备舱整体固有频率计算方法，包括以下步骤：步骤一、建立后设备舱整体结构模型；步骤二、将所述设备舱整体结构模型中的安装架结构、角片结构、座舱壁板结构、中机身前端壁板结构的表面进行提取，并将提取的所有表面进行接合；步骤三、建立若干方形实体，用于组件模拟系统设备；步骤四、将所述各安装架结构之间以及安装架与模拟系统设备之间进行连接模拟；步骤五、建立由步骤二至步骤四模拟结构的有限元模型，结构模型采用“壳元”，系统设备模型采用“实体元”，对整个模型附加材料属性、边界条件并计算固有频率。优选地，所述步骤三中，模拟系统设备由多个方形实体拼接形成。优选地，所述步骤四中，对各安装架结构之间的螺栓连接采用局部粘接模拟进行简化。优选地，所述步骤四中，对安装架结构与系统设备之间的螺栓连接采用焊点模拟连接。优选地，所述步骤四中，对安装架结构与角片结构之间、安装架与座舱壁板结构之间、安装架与中机身前端壁板结构之间的螺栓连接采用局焊点模拟进行简化。本专利技术的技术有益效果：本专利技术采用CAITA软件模拟后设备舱整体结构及其连接形式，代替螺栓连接，从而更准确的计算出飞机后设备舱整体的固有频率。附图说明图1为本专利技术基于CAITA软件的后设备舱整体固有频率计算方法的一优选实施例的安装架结构模型图。图2为本专利技术基于CAITA软件的后设备舱整体固有频率计算方法的一优选实施例的系统设备模型图。图3为本专利技术基于CAITA软件的后设备舱整体固有频率计算方法的一优选实施例的建模后的总效果图。图4为本专利技术基于CAITA软件的后设备舱整体固有频率计算方法的计算结果示意图。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明,如图1至图4所示；一种基于CAITA软件的后设备舱整体固有频率计算方法，包括以下步骤：1)建立后设备舱整体结构模型：首先构建后设备舱整体的结构三维模型，再将构建的结构三维模型发送至CATIA软件窗口，利用CATIA软件的提取曲面命令对所述设备舱整体结构模型中的安装架结构、角片结构、座舱壁板结构、中机身前端壁板结构的表面进行提取，并将提取的所有表面进行接合。2)建立系统设备模型：在CATIA软件中建立若干方形实体模型，利用建立的方形实体模型系统设备代替实际设备。系统设备可有多个方形实体模型拼接而成，而非仅仅以集中质量的形式施加，确保模型中的系统设备重心(尤其是高度方向的重心)与实际设备完全一致。3)连接模拟：将所述各安装架结构之间以及安装架与模拟系统设备之间进行连接模拟；包括：利用CATIA软件中“FastConnectionProperty”(粘接)命令对各安装架结构之间的螺栓连接进行模拟简化；利用CATIA软件中“SpotWedingConnectionProperty”(焊点)命令对各安装架结构与系统设备之间的螺栓连接进行模拟简化；利用CATIA软件中“SpotWedingConnectionProperty”(焊点)命令对安装架结构与角片结构之间、安装架与座舱壁板结构之间、安装架与中机身前端壁板结构之间的螺栓连接进行模拟简化；安装架结构与安装架结构之间的螺栓连接采用局部粘接模拟，可以简化相当一部分连接模拟的工作量(因为粘接仅需选择2个面，而正常需要建立所有螺栓连接点并一一赋属性)。经过验证，在低于70Hz以下，采用“粘接”模块替代安装架之间的螺栓连接，结果误差在1％以下。由于飞机正常关心的频率一般在20Hz～30Hz左右，远低于70Hz，故可使用此种方法进行简化。安装架结构与系统设备之间，安装架结构与周边其它结构之间的螺栓连接采用焊点模拟，可以将每一个连接表示出来，这增加了模拟的真实性，有利于提高最终结果的精度。4)计算分析建立由后设备舱整体结构模型、系统设备模型通过连接模拟形成的有限元分析模型，结构模型采用“壳元”，系统设备模型采用“实体元”，对整个模型附加材料属性、边界条件并计算固有频率。其计算结果包括2部分：固有频率数值结果和每一阶固有频率对应的振动模态(即振动特性)。由于结果复杂性所限，本实施例仅对固有频率数值进行列出。固有频率为物体的固有属性，反应的是某个物体或多个物体的固有振动特性。第一阶固有频率可以理解为当外界激励频率为15.4Hz时，结构振幅达到最大值(即发生共振现象)，以此类推。对于飞机后设备舱系统和结构来说，其各阶固有频率均要远离飞机主要振动频率，以免发生共振，造成结构或系统设备损坏。本专利技术选用高速机间数据链设备为例，在CATIA软件中构建多个方形实体模型模拟高速机间数据链设备，并将构件的多个方形实体与已经构建完整的安装架结构模型通过CATIA软件中“SpotWedingConnectionProperty”(焊点)命令对后设备舱的安装架结构模型与方形实体的连接进行模拟简化，使方形实体安装到后设备舱的安装架结构模型上，然后再对整体的后设备舱整体构件的有限元分析模型进行计算分析。本专利技术最大优点在于可以最大限度的真实模拟后设备舱的结构、系统以及其中的连接，从而使得后设备舱整体固有频率最为真实准确。最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本专利技术各实施例技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CAITA软件的后设备舱整体固有频率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、建立后设备舱整体结构模型；步骤二、将所述设备舱整体结构模型中的安装架结构、角片结构、座舱壁板结构、中机身前端壁板结构的表面进行提取，并将提取的所有表面进行接合；步骤三、建立若干方形实体，用于组件模拟系统设备；步骤四、将所述各安装架结构之间以及安装架与模拟系统设备之间进行连接模拟；步骤五、建立由步骤二至步骤四模拟结构的有限元模型，结构模型采用“壳元”，系统设备模型采用“实体元”，对整个模型附加材料属性、边界条件并计算固有频率。

【技术特征摘要】
1.一种基于CAITA软件的后设备舱整体固有频率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、建立后设备舱整体结构模型；步骤二、将所述设备舱整体结构模型中的安装架结构、角片结构、座舱壁板结构、中机身前端壁板结构的表面进行提取，并将提取的所有表面进行接合；步骤三、建立若干方形实体，用于组件模拟系统设备；步骤四、将所述各安装架结构之间以及安装架与模拟系统设备之间进行连接模拟；步骤五、建立由步骤二至步骤四模拟结构的有限元模型，结构模型采用“壳元”，系统设备模型采用“实体元”，对整个模型附加材料属性、边界条件并计算固有频率。2.根据权利要求1所述的基于CAITA软件的后设备舱整体固有频率计算方...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡彦民，张婷婷，孙志彬，李辉，丁庆东，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21