一种适用于格栅构型舵面的结构有限元参数化建模方法技术

本发明专利技术提出了一种适用于格栅构型舵面的结构有限元参数化建模方法，其采用了“基于有限元模型的映射变换”方法以及“由二维网格参数化剖分向三维外形展开”的参数化途径。该方法包括：针对栅格构型舵面进行二维平面投影，提取特征参数，进行二维参数化剖分；建立二维与三维有限元网格的映射关系，设计了有限元网格点的编号规则，实现二维网格到三维外形展开；通过计算机高级语言程序，实现格栅构型舵面的结构有限元参数化建模流程。本发明专利技术在概念设计或初步设计阶段能极大提高结构建模效率，人力和时间成本较低，自编程序调参便捷，分析适用性强，得到的模型适用于结构振动，结构动力学等的分析计算，适用于格栅构型的舵面、机翼。

A finite element parameterized modeling method for the structure of the grid configuration rudder

A finite element parametric modeling method suitable for grid structure rudder surface is presented in this paper. It adopts the mapping transformation method based on finite element model and the parameterization way from \two-dimensional mesh parameterization to three-dimensional appearance\. The method includes: projection plane configuration for grid rudder, the characteristic parameter extraction of 2D parametric subdivision; mapping 2D and 3D finite element mesh design, the numbering rules of finite element mesh point, two-dimensional grid to 3D shape was developed; by computer advanced language program, realize the grid configuration rudder surface structure finite element parametric modeling process. The invention can greatly improve the efficiency of structure modeling in conceptual design and preliminary design stage, manpower and time low cost, convenient parameter adjustment program, analysis of applicability, the model is applicable to the structural vibration analysis, structure dynamics calculation, the rudder and wing for grid configuration.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于格栅构型舵面的结构有限元参数化建模方法
本专利技术涉及一种舵面的结构有限元参数化建模方法，属于飞行器结构有限元建模领域，适用于格栅构型的舵面有限元参数化建模。
技术介绍
飞行器设计是一项庞大复杂的工程，有着研制周期长、研制费用高、投入人力大等特点。新飞行器的研制通常经过论证阶段，方案阶段(概念设计和初步设计阶段)、工程研制阶段(详细设计阶段)，设计定型阶段以及生产定型阶段。其中论证阶段和方案阶段为主要的设计阶段，这两个设计阶段完成后，基本确定了飞行器的整个构型，即飞行器构型的确定程度达到70％-80％。但是在这两个阶段中，各种飞行器外形、结构等参数具有还未完全确定，根据不同的参数需要分别建立相应的模型，所需的人力和时间成本比较高。参数化的模型能够满足不同的设计参数，而且能大大提高这两个阶段中的设计效率。因此参数化的模型是设计过程中所需要考虑的。舵面是飞行器实现操纵的典型部件。格栅构型舵面是飞行器中最为常用的舵面，也是影响飞行器动力学特性最为关键的部件。传统的舵面动力学分析工作往往处于飞行器研制的后期，需要依据设计完成的舵面结构建立准确的有限元分析模型，此时若动力学性能不满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于格栅构型舵面的参数化建模方法，其特征在于包括：1)将舵面的模型投影到二维的投影平面上；2)提取投影平面内的模型特征参数；3)根据所述模型特征参数，对投影平面内的舵面结构进行参数化网格剖分，形成二维网格；4)通过变换矩阵将二维网格映射到三维空间，得到模型的三维网格；5)对所述三维网格的网格点进行编号；6)对所述三维网格进行属性划分；7)建立舵面模型的约束条件，选取将要被约束的网格点，设置约束自由度。

【技术特征摘要】
1.一种适用于格栅构型舵面的参数化建模方法，其特征在于包括：1)将舵面的模型投影到二维的投影平面上；2)提取投影平面内的模型特征参数；3)根据所述模型特征参数，对投影平面内的舵面结构进行参数化网格剖分，形成二维网格；4)通过变换矩阵将二维网格映射到三维空间，得到模型的三维网格；5)对所述三维网格的网格点进行编号；6)对所述三维网格进行属性划分；7)建立舵面模型的约束条件，选取将要被约束的网格点，设置约束自由度。2.根据权利要求1所述的参数化建模方法，其特征在于所述模型特征参数包括展长、展弦比、根梢比、1/4弦线后掠角、翼根上梁的站位、翼梢上梁的站位、翼肋与机身夹角、前梁上翼肋的站位。3.根据权利要求1或2所述的参数化建模方法，其特征在于步骤3)包括：由模型特征参数，通过计算得到投影平面内的模型外形的参数化描述；对投影平面内的模型结构进行参数化网格剖分，采用沿舵面展向和弦向的参考网格长度对二维网格的疏密进行控制，将投影区域划分为m×n的网格，把投影平面上模型所在区域的网格点写成矩阵：4.根据权利要求3所述的参数化建模方法，其特征在于步骤4)包括：通过对舵面模型的轮廓外形进行提取，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晨，陈晨，杨超，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11