一种飞机货运系统吊轨接头载荷计算方法技术方案

本发明专利技术涉及一种飞机货运系统吊轨接头载荷计算方法，其包括：步骤一：简化模型，将吊车滑轨简化为连续梁结构，吊轨接头及机身结构框简化为弹簧；步骤二：确定输入参数，所述输入参数包括简化后的弹簧刚度k、吊轨接头间距Ln和吊车滑轨刚度EI；步骤三：建立方程，将第n个弹簧支座转化为铰接，因此存在未知量Mn，Mn为第n个弹簧处的弯矩：步骤四：求解方程中未知量。本发明专利技术的飞机货运系统吊轨接头载荷计算方法根据结构力学方法，在计算吊轨接头载荷时，将吊轨简化为有弹性支持的多支点连续梁，将吊轨接头处机身框的具体刚度等效为弹性支持的刚度，进而计算吊轨接头载荷，提高了载荷计算的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机货运系统吊轨接头载荷计算方法
本专利技术属于飞机结构强度计算领域，尤其涉及一种飞机货运系统吊轨接头载荷计算方法。
技术介绍
如图1所示，大型运输机一般会在机身上部装有电动吊车用于装卸载货物，其结构主要包括机身机构框3、吊车滑轨1、连接机身结构框3和吊车滑轨1的吊轨接头4以及设置于吊车滑轨1上且可沿吊车滑轨1滑动的电动吊车2，电动吊车2上设有吊钩可以进行吊挂货物。由于吊挂的货物通常比较重，以及过载及安全系数的影响，分配在吊轨接头4的载荷较大，且吊轨接头4连接在机身结构框3上，吊轨接头4的载荷准确与否非常重要，甚至影响飞机结构安全。现有理论计算飞机货运系统吊轨接头载荷时，通常将吊车滑轨1简化为简支的多支点连续梁，并未考虑机身自身刚度对吊车滑轨1支持的影响，以致吊轨接头4载荷计算有一定的误差。而有限元方法在考虑机身自身刚度对吊车滑轨1支持的影响时通常要用全机模型一起进行计算，且工况复杂，全机模型计算十分费时。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种飞机货运系统吊轨接头载荷计算方法，解决目前在飞机货运系统的吊轨接头载荷计算过程中，或是未考虑机身自身刚度导致计算精度较低，或是采用全机有限元模型计算吊轨接头耗时非常长的问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种飞机货运系统吊轨接头载荷计算方法，其包括步骤一：简化模型，将吊车滑轨(1)简化为连续梁结构，吊轨接头(4)及机身结构框(3)简化为弹簧；步骤二：确定输入参数，所述输入参数包括简化后的弹簧刚度k、吊轨接头间距Ln和吊车滑轨刚度EI；步骤三：建立方程，将第n个弹簧支座转化为铰接，因此存在未知量Mn，Mn为第n个弹簧处的弯矩：式中，δnn表示弹簧处的单位力在弯矩上的变形，Δnp表示弹簧处实际产生的变形；步骤四：计算上述方程中，求解方程中未知量。进一步的，步骤四中，弹簧处的单位力在弯矩上的变形δnn及弹簧处实际产生的变形Δnp的计算方法为：δnn中第一个n为弹簧支座kn的位置，第二个n为弯矩Mn的位置。进一步的，根据步骤四中求得的弯矩Mn计算弹簧的反力Tn式中，L两集中力之间的距离，X为一集中力距两集中力之间的弹簧支座的距离。进一步的，弹簧的刚度k由机身接头处结构的实际刚度而来。本专利技术的飞机货运系统吊轨接头载荷计算方法根据结构力学方法，在计算吊轨接头载荷时，将吊轨简化为有弹性支持的多支点连续梁，将吊轨接头处机身框的具体刚度等效为弹性支持的刚度，进而计算吊轨接头载荷，提高了载荷计算的准确性。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。图1为现有技术中的飞机货运系统结构图。图2为简化后的结构力学问题示意图。图3结构力学力法计算基本体系示意图。附图标记1-吊车滑轨，2-电动吊车，3-机身结构框，4-吊轨接头。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。本专利技术的飞机货运系统吊轨接头载荷计算方法包括如下步骤：步骤一：将飞机货运系统中吊轨接头4的载荷计算模型简化，简化方法为将吊车滑轨1及其支持的框3结构简化为弹性支持的连续梁结构，求解弹性支座支持反力的问题。简化后的结构力学示意图可参照图2所示，图2所示的简化图中具有1连续梁(吊车滑轨1)和5个弹簧支座(吊轨接头4)，其受两个集中力F作用，两个集中力F间的距离为L且两个集中力F之间为第三个弹簧支座，第三弹簧支座右侧的集中力F到其的距离为X。需要说明的是，实际结构中的集中力不一定包裹于吊轨接头4，但在模型简化及计算过程中，可将集中力进行等效使其分布于吊轨结构4两侧以便计算。步骤二：确定输入参数，输入参数包括简化后的弹簧刚度k、弹簧支座间距Ln和吊车滑轨1刚度EI，图中k1至k5分别为编号第一至五的弹簧支座的刚度，L1、L2、L3、L4分别为第一弹簧支座与第二弹簧支座、第二弹簧支座与第三弹簧支座、第三弹簧支座与第四弹簧支座以及第四弹簧支座与第五弹簧支座间距。需要说明的是，弹簧刚度k由机身结构的实际刚度等效得到。步骤三：根据结构力学力法计算，基本体系见图3，将第二、第三个弹簧支座化为铰接，有两个基本未知量M1、M2，M1是第二个弹簧处的弯矩，M2是第三个弹簧处的弯矩,列出力法方程为：上式中，δ11表示第二个弹簧处的单位力在弯矩M1方向上的变形，δ12表示第二个弹簧处的单位力在弯矩M2方向上的变形；δ21表示第三个弹簧处的单位力在弯矩M1方向上的变形，δ22表示第三个弹簧处的单位力在弯矩M2方向上的变形；Δ1p为第二个弹簧处实际产生的变形，Δ2p为第三个弹簧处实际产生的变形；步骤四：根据上述列出力法方程进行求解，求解的未知量包括弯矩M1、M2和单位力变形δ11、δ12、δ21、δ22和实际变形Δ1p、Δ2p。上述中，对于单位力变形δ11、δ12、δ21、δ22的计算方法为：实际变形Δ1p、Δ2p的计算方法为：之后将将上述公式求解出的单位力变形δ11、δ12、δ21、δ22和实际变形Δ1p、Δ2p带入步骤三中的公式，即可求出两个基本未知量弯矩M1和弯矩M2。最后，根据以下两式求出第二和第三处弹簧支座的反力T2、T3为：同理，采用用相同方法可求出其他弹簧支座反力。本专利技术的载荷计算方法在计算飞机货运系统的吊轨接头的载荷时考虑了飞机机身结构框的自身刚度对吊车滑轨支持的影响，对于计算出的吊轨接头载荷更为精确且计算速度更为快速。以上所述，仅为本专利技术的最优具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞机货运系统吊轨接头载荷计算方法，其特征在于，包括步骤一：简化模型，将吊车滑轨(1)简化为连续梁结构，吊轨接头(4)及机身结构框(3)简化为弹簧；步骤二：确定输入参数，所述输入参数包括简化后的弹簧刚度k、吊轨接头间距Ln和吊车滑轨刚度EI；步骤三：建立方程，将第n个弹簧支座转化为铰接，因此存在未知量Mn，Mn为第n个弹簧处的弯矩：

【技术特征摘要】
1.一种飞机货运系统吊轨接头载荷计算方法，其特征在于，包括步骤一：简化模型，将吊车滑轨(1)简化为连续梁结构，吊轨接头(4)及机身结构框(3)简化为弹簧；步骤二：确定输入参数，所述输入参数包括简化后的弹簧刚度k、吊轨接头间距Ln和吊车滑轨刚度EI；步骤三：建立方程，将第n个弹簧支座转化为铰接，因此存在未知量Mn，Mn为第n个弹簧处的弯矩：式中，δnn表示弹簧处的单位力在弯矩上的变形，Δnp表示弹簧处实际产生的变形；步骤四：计算上述方程中，求解方程中未知量。2.根据权利要求1所述的飞机货运系统吊轨接头载荷计算方法，其特征在于，步骤四中，弹簧处的单位力在弯矩上的变形δnn及弹簧处实际产生的变形Δnp的计算方法为：

【专利技术属性】
技术研发人员：冯蕾蕾，张育宏，田晶晶，张洪智，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61