[发明专利]一种二维网状柔性结构参数的确定方法

说明书

本发明公开了一种二维网状柔性结构参数的确定方法，步骤如下：建立由四根一维扁弹簧状结构和四个环状结构两者间隔且首尾相连的基本单元模型；建立由基本单元模型和一维扁弹簧状结构组合而成的网状柔性结构模型，该网状柔性结构模型沿横向间隔连接M个基本单元模型和(M‑1)个一维扁弹簧状结构，沿纵向连接N个基本单元模型和(N‑1)个一维扁弹簧状结构；根据一维扁弹簧状结构的各个参数，推导出一维扁弹簧状结构受载时变形率与各个参数的函数关系式；根据上一步推导出基本单元模型的变形量与所加载荷及各个参数之间的函数关系式；根据上两步推导出网状柔性结构模型的变形量与所加载荷及各个参数之间的函数关系式。

技术领域

本发明涉及飞机柔性蒙皮技术领域，特别是涉及一种二维网状柔性结构参数的确定方法。

背景技术

变体飞机应该在不同飞行状态下均具有优良的性能，因此，其结构需要具有很好的自适应性。而飞机的柔性蒙皮和结构驱动是结构自适应的二项基本技术，也是当前变体飞机设计中的主要难点。到目前为止，国内外在柔性蒙皮领域，申请人认为热点研究的柔性蒙皮主要可以归纳为三类：(1)基于柔性蜂窝的蒙皮；(2)基于波纹板的蒙皮；(3)基于高分子聚合物的蒙皮。其中：柔性蜂窝的蒙皮制造工艺复杂，成本高，而且，由于用橡胶承受面内载荷，导致承载能力低；波纹板的蒙皮力学特性相对较差，主要体现在面内变形量比较小；高分子化合物的蒙皮强度和刚度特性偏低，它不仅面内承载能力比较小，而且法向刚度也不够大，特别是在蒙皮形状改变过程中，蒙皮不能承受外载的特性，极大地限制了它在变体飞机上的应用范围。

专利申请号为：201710769124.X，专利名称为：一种考虑变形率的二维扁弹簧网状结构的确定方法，该专利展示了由四根一维扁弹簧和四个圆环两者间隔且首尾相连的基本单元模型和一维扁弹簧组合而成的网状柔性结构模型，然而并不适用由多个一维扁弹簧和多个环状结构两者间隔且首尾相连构成的网状柔性结构模型。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二维网状柔性结构参数的确定方法来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种二维网状柔性结构参数的确定方法，包括如下步骤：

步骤1：建立由四根一维扁弹簧状结构和四个环状结构两者间隔且首尾相连的基本单元模型；

步骤2：建立由基本单元模型和一维扁弹簧状结构组合而成的网状柔性结构模型，该网状柔性结构模型沿横向间隔连接M个基本单元模型和(M-1)个一维扁弹簧状结构，沿纵向连接N个基本单元模型和(N-1)个一维扁弹簧状结构；

步骤3：根据一维扁弹簧状结构的各个参数，推导出一维扁弹簧状结构受载时变形率与各个参数的函数关系式；

步骤4：根据步骤3获得的函数关系式，推导出基本单元模型的变形量与所加载荷及各个参数之间的函数关系式；

步骤5：根据步骤3及步骤4获得的函数关系，推导出网状柔性结构模型的变形量与所加载荷及各个参数之间的函数关系式。

优选地是，所述步骤2具体为：

所述网状柔性结构模型所用结构材料均各向同性；

所述网状柔性结构模型符合线弹性假设；

所述网状柔性结构模型在变形过程中只考虑弯曲变形；

所述网状柔性结构模型在同一约束和受力状态下，各个一维扁弹簧状结构的变形相同；

所述网状柔性结构模型中的环状结构为刚性结构。

优选地是，所述基本单元模型中的一维扁弹簧状结构的变形率ε≤25％，以避免弹簧在压缩时产生干涉现象。