一种大载荷下机身主承力结构件的地面验证方法

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一种大载荷下机身主承力结构件的地面验证方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于飞机结构强度技术领域，涉及一种大载荷下机身主承力结构件的地面验证方法。\n背景技术\n[0002] 参见图1，在某型飞机设计过程中，前起落架安装点所在框上采用了一个带高向耳片的横梁1，即主承力结构件。该横梁1采用钛合金激光成形方法制成，该技术属首次装机，需进行充分的地面验证后才能装机使用。\n[0003] 主承力结构件与机身有多处连接点，边界条件复杂，不利于开展地面验证试验。此种情况下，通常制造一个机身段作为主承力结构件的支撑段进行验证试验。此种方法需要额外制造大量零件作为辅助，试验成本高，周期长。\n发明内容\n[0004] 本发明所要解决的技术问题是：提出一种地面试验验证方法，简化大载荷下机身主承力结构件地面验证试验，减少试验夹具的使用，并保证试验准确性。\n[0005] 本发明的技术方案是：一种大载荷下机身主承力结构件的地面验证方法，其特征为所述方法包含以下步骤：\n[0006] 1.1)分析横梁1在机体内的变形情况：横梁1通过螺接、铆接安装在机体结构2上，前起落架3通过轴承安装在横梁1的耳片4上；根据机体结构设计图纸，建立横梁1所在舱段的有限元模型，按试验工况进行加载，提取在各个试验工况下横梁1的变形情况；\n[0007] 1.2)简化机身对横梁1的支撑，形成初步模拟支撑结构方案：在保证集中载荷在横梁1内传递路线基础上，对横梁1的支撑边界进行简化，忽略掉支撑刚度较弱的结构，合并支撑形式类似的结构，形成初步模拟支撑结构，使用支撑件A 5、支撑件B 6和过渡梁7模拟机身支撑；\n[0008] 1.3)分析横梁1在初步模拟支撑结构下的变形情况：根据初步模拟支撑结构建立有限元模型，按试验工况进行加载，提取在各个试验工况下，横梁1的变形情况；\n[0009] 1.4)匹配简化前后试验件变形情况，得到最终模拟支撑结构参数：对比简化前后的变形情况，调整初步模拟支撑结构的支撑刚度，使各个工况下简化前后横梁变形量相同，即得到了最终模拟支撑结构的设计参数；\n[0010] 1.5)开展最终模拟支撑结构和试验夹具的制造，开展地面验证试验。\n[0011] 本发明的有益效果在于：本发明一种大载荷下机身主承力结构件的地面验证方法，简化了试验件(横梁1)支撑结构方案，减少试验辅助零件的使用，大量节约试验成本和周期。\n附图说明\n[0012] 图1为本发明中的前起落架横梁的实际安装结构示意图；\n[0013] 图2为本发明中的初步模拟支撑结构方案示意图；\n[0014] 图3为本发明中的最终模拟支撑结构示意图；\n[0015] 其中：1-横梁，2-机体结构，3–前起落架，4-耳片，5–支撑件A、6–支撑件B，7–过渡梁，8–试验件，9–轴承孔，10–接头A、11–接头B。\n具体实施方式\n[0016] 下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。\n[0017] 1)分析横梁1在机体内的变形情况：带高向耳片的横梁结构及其在机体内安装方式见图1，横梁1通过螺接、铆接安装在机体结构2上，前起落架3通过轴承安装在横梁1的耳片4上；根据机体结构设计图纸，建立横梁1所在舱段的有限元模型，按试验工况进行加载，提取在各个试验工况下横梁1的变形情况。\n[0018] 2)简化机身对横梁1的支撑，形成初步模拟支撑结构方案：在保证集中载荷在横梁\n1内传递路线基础上，对横梁1的支撑边界进行简化，合并支撑形式类似的结构，忽略掉支撑刚度较弱的结构，形成初步模拟支撑结构，使用支撑件A 5、支撑件B 6和过渡梁7模拟机身支撑；在简化过程中，若无法确定一个支撑结构刚度对支撑结构的影响，则保留该结构。\n[0019] 3)分析横梁1在初步模拟支撑结构下的变形情况：根据初步模拟支撑结构建立有限元模型，按试验工况进行加载，提取在各个试验工况下，横梁1的变形情况。\n[0020] 4)匹配简化前后试验件变形情况，得到最终模拟支撑结构参数：对比简化前后的变形情况，调整初步模拟支撑结构的支撑刚度，使各个工况下简化前后横梁变形量相同，最大变形量不超过5％，即得到了最终模拟支撑结构的设计参数，必要时可使用优化分析软件来进行支撑刚度优化。\n[0021] 5)开展最终模拟支撑结构和试验夹具的制造，开展地面验证试验：经计算分析得到模拟支撑结构方案，见图3，其中8为试验件，将横梁1两端改为接头A 10和接头B 11，用来与刚性承力墙连接；过渡梁7为模拟支撑结构，耳片4为横梁1的一部分，与过渡梁7通过螺栓连接，过渡梁7另一端通过夹具与刚性承力墙连接刚性承力墙连接；加载机通过轴承孔9对试验件进行加载试验。