[发明专利]发动机吊挂结构优化设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞机结构设计技术领域，特别涉及发动机吊挂结构优化设计方法。

背景技术

发动机吊挂为飞机发动机安装结构，该结构面临承载复杂、使用环境温度较高，内部空间狭小且容纳系统管路众多等问题，传统设计方法流程中会对吊挂结构进行手动调参，而手动调参一般耗费数周甚至数月时间，设计周期较长，并且往往得到的参数不是最优的，因而得不到重量最轻的结构参数。

发明内容

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本发明提供了一种发动机吊挂结构优化设计方法，包括以下步骤：

步骤一，获取吊挂的外形参数、载荷参数、总体布置参数，并根据上述参数计算出吊挂承力构件参数变量的初始值，所述吊挂承力构件参数变量包括吊挂蒙皮基本厚度、吊挂梁腹板厚度、吊挂肋腹板厚度、吊挂接头剖面基本参数、吊挂前撑杆截面积、梁缘条剖面基本参数和肋缘条剖面基本参数；

步骤二，根据步骤一中获取的外形参数和总体布置参数建立吊挂承力构件CAD整体模型，通过壳单元来模拟吊挂蒙皮、吊挂梁腹板、吊挂肋腹板和吊挂接头结构，通过杆单元来模拟吊挂前撑杆、梁缘条和肋缘条结构，得到吊挂承力构件的有限元模型；

步骤三，建立吊挂承力构件优化模型，其中优化目标为吊挂重量最轻，优化设计变量为所述吊挂承力构件参数变量，优化约束为位移最大值和应力最大值，对所述吊挂承力构件参数变量进行优化迭代计算，并对得到的优化结果进行等刚度代换，再对优化结果进行圆整处理，得到所述吊挂承力构件参数变量的最终值；

步骤四，对所述吊挂承力构件参数变量最终值进行强度校核，强度校核项为位移最大值和应力最大值，并判定强度校核结果是否满足所述强度校核项，若满足则得到吊挂的所述吊挂承力构件参数最优值，否则更新所述吊挂承力构件优化模型并重新执行步骤三。

优选的，步骤三中的优化设计变量的取值范围根据加工能力和加工成本进行限定。

优选的，步骤三中的优化迭代计算的结果是通过执行商用优化程序获得的。

优选的，步骤三中的等刚度代换包括弯曲刚度和扭转刚度等价代换。

优选的，步骤三中圆整处理的标准为取参数值的小数点后一位。

本发明提供的发动机吊挂结构优化设计方法，得到的发动机吊挂结构传载效率高、结构重量轻，相比传统设计方法，该优化设计方法目标减重4％以上，并且能够大大节省设计周期。

附图说明

图1是发动机吊挂结构优化设计方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，均仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面通过具体的实施例对本发明作进一步详细的描述。

具体实施例：

本发明提供的发动机吊挂结构优化设计方法，包括以下步骤：

步骤一，获取吊挂的外形参数、载荷参数、总体布置参数，并根据上述参数采用工程算法计算出吊挂承力构件参数变量的初始值，所述吊挂承力构件参数变量包括吊挂蒙皮基本厚度、吊挂梁腹板厚度、吊挂肋腹板厚度、吊挂接头剖面基本参数、吊挂前撑杆截面积、梁缘条剖面基本参数和肋缘条剖面基本参数，其中吊挂梁腹板包括吊挂前梁腹板、吊挂底梁腹板和吊挂后梁腹板，梁缘条包括前梁缘条、底梁缘条和后梁缘条；

步骤二，根据步骤一中获取的外形参数和总体布置参数建立吊挂承力构件CAD整体模型，通过壳单元来模拟吊挂蒙皮、吊挂梁腹板、吊挂肋腹板和吊挂接头结构，通过杆单元来模拟吊挂前撑杆、梁缘条和肋缘条结构，得到吊挂承力构件的有限元模型；