[发明专利]一种虚拟应变片实现方法有效

专利信息
申请号: 201410756000.4 申请日: 2014-12-10
公开(公告)号: CN105740490B 公开(公告)日: 2018-11-16
发明(设计)人: 黄河;张生贵;聂小华 申请(专利权)人: 中国飞机强度研究所
主分类号: G06F17/50 分类号: G06F17/50;G06F9/455;G05B17/02
代理公司: 中国航空专利中心 11008 代理人: 杜永保
地址: 710065*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 虚拟 应变 实现 方法
【说明书】:

发明属于航空强度试验技术领域,涉及一种虚拟应变片的实现方法。电阻应变片是飞机结构强度试验常用的一种应力、应变测量元件,以电阻应变片作为传感元件,将其牢固地粘贴在飞机构件的测点上,构件受力后由于测点产生应变,应变片也随之变形而使应变片的电阻发生变化,再由专用仪器测得应变片的电阻变化大小,并转换为测点的应变值。本发明的目的是提供一种效率高、交互性好的虚拟应变片实现方法。

技术领域

本发明属于航空强度试验技术领域,涉及一种虚拟应变片的实现方法。

背景技术

电阻应变片是飞机结构强度试验常用的一种应力、应变测量元件,以电阻应变片作为传感元件,将其牢固地粘贴在飞机构件的测点上,构件受力后由于测点产生应变,应变片也随之变形而使应变片的电阻发生变化,再由专用仪器测得应变片的电阻变化大小,并转换为测点的应变值。

在试验过程中,为了得到理想的仿真结果和试验结果的比较分析与相关性评估,需要提前知道有限元结果与电阻应变片的对照表,即某个或某几个单元与其中一个电阻应变片的空间位置关系,而试验委托方提供的电测任务书未给出电阻应变片的三维信息,仅有基于二维的应变片粘贴示意图,无法建立相应的对照表。由于缺少应变片的三维信息,试验过程中仅能根据应变片号实现试验结果的数值、曲线输出,而对于该应变片在结构中的具体位置无法直观显示和定位,不利于试验的实时监控。同时,电阻应变片粘贴位置的不同会影响测量的灵敏度和误差,必须合理选取应变片的粘贴位置来提高测量精度。

而解决这些问题的一个有效的方法就是以数字样机技术为基础,设计虚拟应变片,通过虚拟应变片进行定位、粘贴设计、信息集成、和信息输出。

目前,我国航空企业大多采用法国达索公司的CATIA软件实现航空产品数字样机的设计、建模等,对某些特定的需求往往采用CATIA二次开发方式实现。CATIA的二次开发方式主要有两种:一是采用Automation技术,另一种是采用CAA(Component ApplicationArchitecture)技术。相比Automation技术,CAA技术可实现对CATIA交互过程的控制、定义新的参数入口、建立新的自定义特征,开发的程序能与CATIA保持统一界面。

发明内容

本发明的目的是提供一种效率高、交互性好的虚拟应变片实现方法。

一种虚拟应变片的实现方法,涉及常用的单片和45度花片,通过CATIA环境进行图形表述,并对不同类型虚拟应变片通过不同的外形进行区分,其特点是:虚拟单片由单个矩形图形构成,输入特征仅包括一个点和一条直线;虚拟花片由三个矩形图形组成,输入特征包括3个点,分别是花片中心点、0度方向点以及0度片方向和90度片方向平面上的点,为表述方便,3个点分别简称为花片1号点、花片2号点和花片3号点。虚拟应变片的实现步骤为:

(1)建立虚拟应变片特征

利用CAA技术建立虚拟应变片特征,定义输入输出及特征的功能属性。虚拟单片的输入特征为1个三维点和1条直线,输出特征为矩形平面数模,功能属性包括点坐标、方向矢量、应变值以及应变片号的设置等。虚拟花片的输入特征为3个三维点,输出特征为3个矩形平面组合而成的花片外型数模,功能属性包括3个点坐标、3个方向矢量、3个应变值以及3个应变片号的设置。

(2)绘制虚拟应变片数模

利用虚拟应变片特征的输入信息分别构建虚拟单片和虚拟花片数模。

所述虚拟单片的建模算法为:

(a)基于输入的线特征求得该特征的方向矢量;

(b)以输入的点特征为起点,沿线特征矢量的正负方向做延伸,形成一条直线;

(c)建立垂直于线特征矢量且经过点特征的临时线,并计算临时线的方向矢量;

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