一种适用于集中大载荷作用的机加梁重量计算方法技术

本申请提供一种适用于集中大载荷作用的机加梁重量计算方法，所述方法包括：根据初始梁高H1，得到与初始梁高H1对应的腹板总重量Q

【技术实现步骤摘要】
一种适用于集中大载荷作用的机加梁重量计算方法


[0001]本专利技术属于综合强度设计专业，具体涉及一种适用于集中大载荷作用的机加梁重量计算方法。

技术介绍

[0002]直升机主承力梁结构一般采用机加结构，其主要承受并扩散大的集中载荷，在直升机结构中得到广泛应用。众所周知，重量控制对于航空器具有重要意义，尤其对主承力结构的重量控制。因此作为主承力结构的机加梁结构，方案设计阶段得到最小重量作为优化设计的首要目标。
[0003]影响机加梁结构重量的主要尺寸为腹板高度，通过梁高度的优化设计给出重量最优的设计方案。以往型号对于承受大的集中载荷作用的机加梁尺寸设计时，往往通过有限元方法，即建立不同高度的机加梁有限元模型，根据有限元计算结果，对不同腹板高度机加梁分别进行尺寸定义，然后优选出尺寸最优方案。该方法耗时、耗力，需要对一系列腹板高度梁进行建模、计算，工作量较大，效率低，因此在前期方案设计阶段，提出一种快速得到机加梁重量最优方案具有重要的实用价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种适用于集中大载荷作用的机加梁重量计算方法，能够快速给出不同高度梁对应的重量，从而遴选出高度最优的机加梁。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请提供一种适用于集中大载荷作用的机加梁重量计算方法，所述方法包括：
[0006]根据初始梁高H1，得到与初始梁高H1对应的腹板总重量Q
f1
；
[0007]根据初始梁高H1，得到与初始梁高H1对应的凸缘总重量Q
t1/>；
[0008]根据腹板总重量Q
f1
、任取梁高H2，得到与任取梁高H2对应的腹板总重量Q
f2
；
[0009]根据凸缘总重量Q
t1
、任取梁高H2，得到与初始梁高H2对应的凸缘总重量；
[0010]将腹板总重量Q
f2
和凸缘总重量Q
t2
相加，得到对应于任取梁高度H2机加梁的总重量。
[0011]具体的，所述根据初始梁高H1，得到与初始梁高H1对应的腹板总重量Q
f1
，具体包括：
[0012]根据初始梁高H1，利用得到与初始梁高H1对应的腹板总重量Q
f1
，其中，H1为初始梁高、ρ为材料密度、L为两支撑框段间长度、δ为梁腹板厚度、H
j
为梁腹板布置筋条横向高度、b1为布置筋条后两筋条之间宽度与梁高之间取小值。
[0013]具体的，所述根据初始梁高H1，得到与初始梁高H1对应的凸缘总重量Q
t1
，具体包括：
[0014]根据初始梁高H1，利用得到与初始梁高H1对应的凸缘总重量Q
t1
；其中，b
f1
为梁凸缘半宽度，其值取梁凸缘宽度的一半、δ
f1
为梁凸缘厚度。
[0015]具体的，根据腹板总重量Q
f1
、任取梁高H2，得到与任取梁高H2对应的腹板总重量Q
f2
，具体包括：
[0016]根据腹板总重量Q
f1
、任取梁高H2，利用公式得到与任取梁高H2对应的腹板总重量Q
f2
；其中，H2为任取梁高、H
j
为梁腹板布置筋条横向高度。
[0017]具体的，根据凸缘总重量Q
t1
、任取梁高H2，得到与初始梁高H2对应的凸缘总重量，具体包括：
[0018]根据凸缘总重量Q
t1
、任取梁高H2，利用公式得到与任取梁高H2对应的凸缘总重量Q
t2
；其中，b
f1
为梁凸缘半宽度，其值取梁凸缘宽度的一半、δ
f1
为梁凸缘厚度。
[0019]具体的，当初始梁高H1＝200mm时，任取梁高H2＝300mm时，任取梁高H2对应的腹板总重量
[0020]当初始梁高H1＝200mm时，任取梁高H2＝400mm时，任取梁高H2对应的腹板总重量
[0021]当初始梁高H1＝500mm时，任取梁高H2＝500mm时，任取梁高H2对应的腹板总重量
[0022]具体的，当初始梁高H1＝200mm时，任取梁高H2＝300mm时，任取梁高H2对应的得到与任取梁高H2对应的凸缘总重量
[0023]当初始梁高H1＝200mm时，任取梁高H2＝400mm时，任取梁高H2对应的得到与任取梁高H2对应的凸缘总重量
[0024]当初始梁高H1＝200mm时，任取梁高H2＝500mm时，任取梁高H2对应的得到与任取梁高H2对应的凸缘总重量
[0025]具体的，任取梁高H2的取值范围：200mm－600mm。
[0026]综上所述，专利技术提出一种适用于集中大载荷作用的机加梁优化设计方法，根据初始梁腹板高度尺寸定义结果，由上述方法可快速得到不同梁高度为对应的重量，给出重量最优方案，与有限元方法结论一致，因此上述方法在机加梁方案设计阶段具有重要的实用价值。
具体实施方式
[0027]本申请以梁腹板剪切稳定性、凸缘压损强度为约束条件，给出初始梁高H1对应的腹板及凸缘尺寸，得到初始高度机加梁重量，以此为基础，采取不同高度梁重量数据拟合的方式，得到以初始梁高尺寸为基础的任意高度梁重量计算的通用公式，实现承受集中大载荷作用的机加梁方案的快速优选。
[0028]实施例一
[0029]本专利技术提出一种适用于集中大载荷作用的机加梁重量计算方法，方法包括：
[0030]步骤101：根据初始梁高H1，利用得到与初始梁高H1对应的腹板总重量Q
f1
；
[0031]其中，H1为初始梁高；ρ为材料密度；L为两支撑框段间长度；δ为梁腹板厚度；H
j
为梁腹板布置筋条横向高度；b1为布置筋条后两筋条之间宽度与梁高之间取小值。
[0032]实际应用中，H1的初始值按照设计经验一般给200mm。b1值按照初始高度，根据梁腹板剪切稳定性要求，计算出相应值。梁腹板筋条主要起增加腹板剪切稳定性的作用，腹板筋条横向高度H
j
为不变量。
[0033]需要说明的是，δ为梁腹板厚度，根据机加件加工要求，取最小值，在该计算方法中为不变量；所采用的梁腹板剪切稳定性计算中，泊松比取为0.3；上述所涉及的变量的单位体系为：mm、Kg。
[0034]步骤102：根据初始梁高H1，利用得到与初始梁高H1对应的凸缘总重量Q
t1
；
[0035]其中，H1为初始梁高；ρ为材料密度；L为两支撑框段间长度；b
f1
为梁凸缘半宽度，其值取梁凸缘宽度的一半；δ
f1
为梁凸缘厚度。
[0036]实际应用中，H1的初始值按照设计经验一般给200mm。b
f1
、δ
f1
值按照初始高度，根据梁凸缘压损破坏要求，给出相应值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于集中大载荷作用的机加梁重量计算方法，其特征在于，所述方法包括：根据初始梁高H1，得到与初始梁高H1对应的腹板总重量Q
f1
；根据初始梁高H1，得到与初始梁高H1对应的凸缘总重量Q
t1
；根据腹板总重量Q
f1
、任取梁高H2，得到与任取梁高H2对应的腹板总重量Q
f2
；根据凸缘总重量Q
t1
、任取梁高H2，得到与初始梁高H2对应的凸缘总重量；将腹板总重量Q
f2
和凸缘总重量Q
t2
相加，得到对应于任取梁高度H2机加梁的总重量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据初始梁高H1，得到与初始梁高H1对应的腹板总重量Q
f1
，具体包括：根据初始梁高H1，利用得到与初始梁高H1对应的腹板总重量Q
f1
，其中，H1为初始梁高、ρ为材料密度、L为两支撑框段间长度、δ为梁腹板厚度、H
j
为梁腹板布置筋条横向高度、b1为布置筋条后两筋条之间宽度与梁高之间取小值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据初始梁高H1，得到与初始梁高H1对应的凸缘总重量Q
t1
，具体包括：根据初始梁高H1，利用Q
t1
＝4ρLb
f1
δ
f1
，得到与初始梁高H1对应的凸缘总重量Q
t1
；其中，b
f1
为梁凸缘半宽度，其值取梁凸缘宽度的一半、δ
f1
为梁凸缘厚度。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据腹板总...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明忠，满林涛，王利鹏，查丁平，
申请(专利权)人：中国直升机设计研究所，
类型：发明
国别省市：