[发明专利]基于有限元模拟分析的部件级模拟试验件设计验证方法

权利要求书

1.基于有限元模拟分析的部件级模拟试验件设计验证方法，其特征在于，该方法是在原飞机结构基础上进行简化，保留飞机考核部位的真实结构，确保模拟试验件考核部位与飞机原结构考核部位的结构形式、受载特点、制造工艺和密封工艺与飞机结构一致；同时按照飞机原结构传力途径和主要结构形式简化模拟试验件其他结构，确保模拟试验件能模拟飞机各种工况下结构内部环境变化情况；采用有限元软件分析和计算优化模拟试验件模型；

包括如下步骤：

步骤1：根据飞机考核部位性能指标选取飞机需要考核的整体结构，建立飞机需要考核的整体结构的有限元模型并进行有限元计算分析；

步骤2：根据有限元计算分析的结果为飞机需要考核的整体结构中关键结构评定制定判据条件；

步骤3：根据判据条件对飞机需要考核的整体结构进行简化设计；

步骤4：根据简化设计形成部件级试验件有限元模型并进行有限元计算分析，将部件级试验件考核部位有限元计算结果与步骤1中得到的飞机考核部位有限元计算分析结果进行对比分析，若对比分析结果满足判据则加工试验件并开展试验，若不满足判据则改进部件级试验件有限元模型；

步骤2的过程如下：有限元计算分析飞机在不同工况下飞机需要考核的整体结构的应力应变和变形情况，明确飞机需要考核的整体结构的受载特点、传力途径、应力应变，为飞机需要考核的整体结构中关键结构评定提供依据，并制定关键结构评定判据；

步骤3的过程如下：对于非关键结构，若满足判据条件要求则对结构进行简化设计，保留工艺；对于关键结构部位，若满足判据条件要求则保留原结构形式及工艺。

2.如权利要求1所述的基于有限元模拟分析的部件级模拟试验件设计验证方法，其特征在于，步骤4中部件级试验件有限元模型的建立过程如下：考虑设计制造条件因素将非关键结构和关键结构部位的简化设计组合后形成部件级模拟试验件CATIA模型，初步确定有限元模型的加载方式、载荷大小、固支方式并开展有限元计算与分析后得到部件级试验件有限元模型。

3.如权利要求1所述的基于有限元模拟分析的部件级模拟试验件设计验证方法，其特征在于，步骤4中部件级试验件考核部位有限元计算结果与飞机考核部位有限元计算分析结果对比分析结果满足判据时先按照部件级模拟试验件有限元计算分析模型情况，同时考虑工艺性、可达性、可修性的设计原则，修改完善部件级模拟试验件CATIA设计加工模型，形成部件级模拟试验件加工图纸；然后按照部件级模拟试验件加工图纸加工制造部件级模拟试验件；并按照部件级模拟试验件有限元分析模型，制定部件级模拟试验件试验方案并开展试验；然后对比试验与部件级模拟试验件有限元计算结果给出判据要求，若飞机考核部位应力变形满足判据要求则得出考核部位结论；若不满足判据要求则细节修改部件级模拟试验件模型重新进行有限元计算。