[发明专利]一种基于不确定性因素的飞机典型结构静强度分析方法

说明书

本申请属于飞机设计领域，特别涉及一种基于不确定性因素的飞机典型结构静强度分析方法。包括：步骤一、获取飞机的飞行载荷数据以及结构特性数据；步骤二、采用Bootstrap小样本数据处理分析方法对所述飞行载荷数据以及所述结构特性数据进行表征，得到飞行载荷分布模型以及结构特性分布模型；步骤三、根据所述飞行载荷分布模型以及所述结构特性分布模型建立飞机结构静强度分析模型。本申请的基于不确定性因素的飞机典型结构静强度分析方法，能够确定在不同可靠度要求下的结构特性，有效控制强度裕度，对于降低结构重量具有重要作用。

技术领域

本申请属于飞机设计领域，特别涉及一种基于不确定性因素的飞机典型结构静强度分析方法。

背景技术

飞行器设计的最终目标是追求系统性能、可承受性、鲁棒性等方面的综合平衡。国军标是结构研制要求，按照我国最新国军标67.1A-2008中关于结构设计要求指出结构设计应按照“确定性准则”和“可靠性设计准则”两种准则进行设计。

但是，目前绝大多数情况下，均采用“确定性准则”进行设计，主要原因是确定性准则简单、经大量的经验验证是保守的。但是实践证明，采用确定性准则进行设计，在不确定因素影响下，可能偏离最优设计结果，产生2个问题：1)可能造成危险的结果，由于确定性准则主要依据长期大量的使用经验，一旦结构材料改变、服役环境条件变化，则以往的经验不适用，会导致出现确定性准则不安全的情况，结构会提早破坏，造成严重的安全性和经济性问题；2)可能造成过于保守的结果，不确定性是结构的固有属性，采用确定性准则在进行结构设计时通常取反映材料、几何和载荷平均情况的设计参数，采用安全系数来保证安全。虽然长期的使用经验保证了目前大多数情况下的可靠性，但造成的结果就是，由于关于材料、几何、载荷、工艺的不精细的描述，采用过于保守的安全系数可能造成结构的强度裕度过大，使得结构重量增加。

随着未来先进飞行器的研制，飞行器的使用作战环境、任务使命和使用用途越来越趋于复杂化、多元化，与飞行器结构强度设计紧密相关的载荷、热/化学环境等设计约束的分散性问题也越来越突显；同时，大量新材料、新结构、新工艺的工程应用也给飞行器制造带来了新的挑战，在制造过程中存在的缺陷、损伤等结构质量分散性都将影响到飞行器的使用寿命。按照确定性设计方法，已很难保证结构的可靠性和计算其预估风险。

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

本申请的目的是提供了一种基于不确定性因素的飞机典型结构静强度分析方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种基于不确定性因素的飞机典型结构静强度分析方法，包括：

步骤一、获取飞机的飞行载荷数据以及结构特性数据；

步骤二、采用Bootstrap小样本数据处理分析方法对所述飞行载荷数据以及所述结构特性数据进行表征，得到飞行载荷分布模型以及结构特性分布模型；

步骤三、根据所述飞行载荷分布模型以及所述结构特性分布模型建立飞机结构静强度分析模型。

可选地，所述结构特性数据包括结构材料数据、结构质量数据以及结构尺寸数据。

可选地，步骤二中，所述采用Bootstrap小样本数据处理分析方法对所述飞行载荷数据以及所述结构特性误差数据进行表征，得到飞行载荷分布模型以及结构特性分布模型包括：

S201、

根据所述飞行载荷数据计算得到飞行载荷的第一均值以及第一标准差；

根据所述结构特性数据计算得到结构特性的第一均值以及第一标准差；

S202、

根据飞行载荷的第一均值以及第一标准差构建第一飞行载荷分布模型；