一种飞机曲梁结构缩比设计方法技术

本发明专利技术一种飞机曲梁结构缩比设计方法，属于飞机结构/强度试验技术领域；所述方法的主要步骤为采用相似理论和量纲分析方法获得曲梁结构相似关系，确定曲梁结构缩比模型的集合相似比例，确定曲梁结构缩比模型和原型采用的材料，确定考虑应变率效应、应变硬化效应时的冲击速度相似比例，计算出曲梁缩比模型的冲击力、应力以及位移，最后根据相似理论，按照相应相似比例反推出曲梁原型相应的物理量。对于飞机曲梁结构试验，本发明专利技术利用缩比模型试验来代替原型试验，缩短试验周期，同时当原型的材料费用较贵或者较为稀有时，缩比模型可以使用与原型不同的材料来降低试验成本，为飞机曲梁结构缩比设计提供了有用的指导。构缩比设计提供了有用的指导。构缩比设计提供了有用的指导。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机曲梁结构缩比设计方法


[0001]本专利技术属于飞机结构/强度试验
，具体涉及一种飞机曲梁结构缩比设计方法。

技术介绍

[0002]相似理论作为结构缩比模型试验的理论基础，在缩比模型试验中起到了极其重要的作用。从实验条件的限制和降低实验成本方面考虑，在相似理论的基础上，利用满足一定相似关系的缩比模型来代替原型实验，研究预测原型实验结果是一种行之有效的方法。当前缩比模型设计方法主要运用在桥梁、大型飞艇、列车等研究中，中国专利公开号CN110926995A提供了一种并线桥墩局部冲刷物理模型试验方法、中国专利公开号CN111680361A提供了基于相似理论的飞艇缩比模型设计方法、中国专利公开号CN109657377B提供了一种列车等效缩模构建方法及列车等效缩模，这些方法都能很好地基于相似理论对其静力学响应和动力学特性的缩比模型进行设计，通过缩比模型预测原模型的实验结果。但是对于飞机曲梁结构缩比设计过程中，在冲击载荷作用下材料会表现出不同程度的应变率效应、应变硬化效应，这种效应会引起缩比模型和原型之间的相似畸变，即缩比模型和原型不相似。而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机曲梁结构缩比设计方法，其特征在于具体步骤如下：步骤1：飞机曲梁顶端受质量冲击，曲梁的厚度为h,圆心角为截面形心处的曲率半径为R，宽度为W；步骤2：曲梁动态响应的独立物理量有：h，R，W，冲击质量M，冲击速度v，材料的参数包括弹性模量E、动态屈服应力σ
d
和密度ρ；以曲梁顶端变形U为因变量，则：步骤3：选取曲梁截面形心处的曲率半径R、初始冲击速度v和密度ρ作为基本量，则能够将曲梁顶端变形化为无量纲形式：由此得到5个无量纲相似参数，缩比模型与飞机曲梁原型之间的相似性为：其中，下标m表示缩比模型、下标p表示曲梁原型；同时根据白金汉Π定理，保证缩比模型的无量纲相似参数和原型的无量纲相似参数相等，结构受冲击载荷作用下的响应才会完全相似；步骤4：定义曲梁结构缩比模型与原型各物理参数的相似比例，即缩比模型与原型的取值之比分别为：曲梁半径相似比例β
R
＝R
m
/R
p
、曲梁厚度相似比例β
h
＝h
m
/h
p
、曲梁宽度相似比例β
W
＝W
m
/W
p
、弹性模量相似比例β
E
＝E
m
/E
p
、时间相似比例β
t
＝t
m
/t
p
、密度相似比例β
ρ
＝ρ
m
/ρ
p
、质量相似比例β
M
＝M
m
/M
p
、冲击速度相似比例β
v
＝v
m
/v
p
、应力相似比例β
σ
＝σ
m
/σ
p
、位移相似比例β
U
＝U
m
/U
p
、冲击力相似比例β
F
＝F
m
/F
p
、应变相似比例β
ε
＝ε
m
/ε
p
、应变率相似比例基于缩比模型和原型几何相似的条件下，∏1、Π2和∏3满足：和进而有β
h
＝β
W
＝β
R
＝β
L
，再由和得出，步骤5：当缩比模型和原型的自变量满足上述比例关系时，得出缩比模型和原型的最终动态响应满足的相似关系为：β
U
＝β
L
；β
t
＝β
L
/β
v
；β
ε
＝1；＝1；步骤6：设定曲梁缩比模型与原型之间几何长度的相似比例，由此得出曲梁缩比模型的
几何尺寸；步骤7：选择制作缩比模型的材料，由材料属性推算出曲梁缩比模型与原型的介质...

【专利技术属性】
技术研发人员：常新哲，徐绯，王帅，杨磊峰，刘小川，惠旭龙，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：