[发明专利]一种飞机疲劳载荷设计方法

说明书

技术领域

本发明属于飞机载荷设计领域，涉及一种疲劳载荷设计方法的提出。

背景技术

疲劳是指由单次作用不足以导致失效的载荷的循环或变化所引起的失效。疲劳破坏在远小于材料的原有静强度情况下就可能发生，因而更具有危险性。

飞机遇到载荷长期反复变化地作用，这种作用会导致结构的“疲劳”破坏，因此这种载荷历程一般称为“疲劳”载荷。疲劳载荷是飞机设计中重要的考虑因素，是定寿的基本依据。

飞机在每次飞行中大致需要经过以下几个过程：起飞滑行-爬升-巡航(及做各种机动飞行)-下降-着陆撞击-滑行。在每一过程中，飞机都承受疲劳载荷，因此，地面滑行载荷、突风载荷、机动载荷和着陆撞击载荷等，都是飞机疲劳载荷的组成部分，并且在每次飞行中，这些载荷的载荷水平各不相同。

由于飞行情况下的疲劳载荷最为复杂，因此本发明只针对飞行情况下的疲劳载荷进行计算分析。目前，国内外尚无系统的疲劳载荷计算方法和流程，为规范化设计疲劳载荷，本发明创建了一种疲劳载荷设计流程，并依据此流程建立一种疲劳载荷设计方法，以某型飞机为例完成疲劳载荷设计。

发明内容

本发明的目的是：创建了一种疲劳载荷设计流程，并以此流程建 立一种疲劳载荷设计方法，实现了疲劳载荷规范化设计的目的

本发明的技术方案是：一种飞机疲劳载荷设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一，确定飞行任务：将飞行任务分为训练飞行和航线飞行，并细化分解出飞行任务剖面；

第二，确定受载形式：分为机动情况和突风情况等；

第三，确定载荷计算状态：在飞行包线范围内，由飞行任务剖面和受载形式确定载荷计算状态；

第四，进行疲劳载荷计算：建立气动力计算模型和气动/结构耦合模型，使用结构有限元模型进行疲劳载荷计算，得到疲劳载荷。

本发明的优点是：

1)创建了一种疲劳载荷设计流程；

2)依据设计流程建立一种疲劳载荷设计方法，使疲劳载荷设计更规范。

附图说明

图1是气动力计算模型

图2是结构有限元模型

图3是疲劳载荷设计流程

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描 述。

本发明以某民用客机为例进行研究。

一、确定飞行任务。按照此飞机的实际使用情况，其飞行任务确定为航线飞行，并细化为短程、中程和远程。将单一航线又详细分解为飞行任务剖面，即起飞、离场、爬升、巡航、下降和进场等多个任务段，如表1所示。

二、确定受载形式。根据飞行任务，此飞机的受载形式分为机动情况和突风情况。

三、确定载荷计算状态。在飞行包线范围内，由飞行任务剖面和受载形式确定载荷计算状态，如表2所示。

四、进行疲劳载荷计算。依据飞机外形和操纵面特点建立气动力计算模型，如图1所示。使用结构有限元模型进行疲劳载荷计算，最终给出疲劳载荷。结构有限元模型如图2所示。疲劳载荷示例如表3所示。