[发明专利]一种垂直拐折气密分舱结构设计方法

说明书

技术领域

本发明属于飞机结构设计领域，具体涉及一种垂直拐折气密分舱结构设计方法。

背景技术

一般地，现有飞机的气密框形式多采用全腹板框，如图1所示。这样的结构形式相对简单，易于气密，但是由于全腹板框贯穿机身，使得驾驶舱地板以下的容纳空间有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垂直拐折气密分舱结构设计方法，克服或减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种垂直拐折气密分舱结构设计方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤一：构建放置于飞机机身内部的垂直拐折气密分舱结构，该结构由半圆形上腹板框、半圆形下腹板框以及地板构成，其中两腹板框相互平行设置，且地板分别与两腹板框中的直边相互垂直相接，三者构成一Z字形构件，其中上下两腹板框通过各自设置的带板均与蒙皮壁板相连，并且在三者上布置纵横向的垂直承力梁条，用以将法向载荷转化为弯曲应力，扩散为框腹板的剪应力，并逐级扩展扩散为蒙皮剪流；

步骤二：根据工程梁理论计算承力梁条截面参数，以垂直拐折气密分舱结构中间纵梁为基准初步确定纵梁的截面参数，横梁根据纵横梁交叉构成的格子的气密载荷计算；

步骤三：对垂直拐折气密分舱结构进行综合优化；

3.1对垂直拐折气密分舱结构进行拓扑分析及刚度匹配以确定其结构形式和材料分布；

3.2对垂直拐折气密分舱结构进行参数优化以确定其结构剖面参数；

3.3对垂直拐折气密分舱结构进行细节优化以保证其疲劳耐久性。

优选地是，在所述地板与上下两所述腹板框的拐角处布置加强角盒，用以传递上下两所述腹板框拐角处产生的附加弯矩。

优选地是，所述步骤3.3中的细节优化内容包括：1)本垂直拐折气密分舱结构若穿墙开孔则增加相应的补强结构以保证疲劳要求；2)本垂直拐折气密分舱结构中的连接接头考虑其所传递的6个力素，避免偏心和应力集中；3)本垂直拐折气密分舱结构边缘结构设置双排紧固件连接以保证气密密封；4)本垂直拐折气密分舱结构中接头与框的连接增加补偿形式以保证装配协调关系；5)紧固件的选择；6)本垂直拐折气密分舱结构中非更换零组件选材及其后续防护。

本发明所提供的一种垂直拐折气密分舱结构设计方法的有益效果在于，不但改善了旧有结构方式刚度匹配不均匀、结构重量大、应力分布不均匀性等缺点，还有效控制了拐折处的应力水平，并且解决了旧有结构方式气密复杂，空间布局要求高等问题，提高了结构效率，满足飞机设计要求。

附图说明

图1为现有气密框结构示意图；

图2为本发明垂直拐折气密分舱结构设计方法的流程图；

图3为本发明垂直拐折气密分舱结构的正视图；

图4为本发明垂直拐折气密分舱结构的左视图；

图5为本发明垂直拐折气密分舱结构设计方法中传力路线布置示意图；

图6为本发明垂直拐折气密分舱结构设计方法中纵梁的横向剖视图；

图7为本发明垂直拐折气密分舱结构设计方法中纵梁受载图；

图8为本发明垂直拐折气密分舱结构设计方法中纵梁受力及变形示意图；

图9为本发明垂直拐折气密分舱结构设计方法中纵横梁交叉构成的格子的受载示意图。

附图标记：

1-横梁、2-上纵梁、3-下纵梁、4-上腹板框、5-下腹板框、6-上带板、7-加强角盒、8-地板、9-下带板。

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。

下面结合附图对本发明的垂直拐折气密分舱结构设计方法做进一步详细说明。

一种垂直拐折气密分舱结构设计方法，具体设计流程如图2所示。