[发明专利]飞行器机翼的前缘翼肋的建模与分析

说明书

本发明涉及飞行器机翼的前缘翼肋的建模与分析。提供一种用于分析飞行器机翼的固定前缘区段的前缘翼肋的装置。所述装置可以识别翼肋的多个加强件(402)的几何或惯性属性，其中相应加强件通过在翼肋的实体模型中的几何体的集合表示，并且执行分析以预测前缘翼肋在外部载荷下的故障率。根据故障率，所述装置可以确定前缘翼肋在外部载荷下的结构完整性。识别属性可以包括提取对应于且具有相应加强件的一个或更多个属性的几何体的剖切截面，并且基于横截面与多个不同的横截面的通用剖面的相关性来识别横截面的且因此相应加强件的属性。

技术领域

本公开大体涉及一种结构的建模和分析，并且特别地涉及飞行器机翼的固定前缘区段的前缘翼肋的建模和分析。

背景技术

数值建模与分析技术是在许多工程结构和组成其的结构部件的设计和验证中的重要工具。一种常见的基于计算机的数值建模与分析技术是有限元建模与分析。根据各种数值模拟分析技术，数值模型可以在几何构型、单元、属性、载荷、约束等方面限定工作环境，并因此能够被求解和分析，以例如确定该工作环境中的工程结构的结构完整性。通过数值建模和分析，特别是有限元分析，可以将复杂系统分解为可管理(有限)数量的元素(例如，绘制为一系列阶梯的曲线)。这些数值模型及其分析可用于多种目的，例如帮助确定在各种载荷环境下的新飞行器产品设计的行为。

结构产品的有限元模型(例如，有限元网格)能够直接从产品的计算机辅助设计(CAD)模型生成。另外地或替代地，结构产品的惯性属性和/或几何参数细节，诸如面积、转动惯量、形心等能够通过将对应的实体模型的部分导入到有限元模型中来识别以用于分析。然而，对于许多产品(性质相似)，从实体模型中提取信息并进一步由其创建和分析有限元模型会过于复杂并需要过多的计算资源。在某些情况下，手动技术例如识别用于提取的几何体也是必需的，但手动技术通常需要过多的时间。

因此，期望具有一种考虑至少一些上述问题以及可能的其他问题的系统和方法。

发明内容

本公开的示例实施例涉及用于分析飞行器机翼的固定前缘区段的前缘翼肋的改进的系统、方法和计算机可读存储介质。特别地，该系统可以自动识别前缘翼肋的几何或惯性属性以用于确定其结构完整性。使用前缘翼肋的实体模型，系统可以以时间高效的方式识别其中大量部件的几何或惯性属性。这可直接导致系统能够将后续分析和设计流程所需的总体时间减少多达百分之八十。该系统还可以减少与类似的手动过程相关联的错误的发生。

在一些示例实施例中，提供一种用于分析飞行器机翼的固定前缘区段的前缘翼肋的方法。该方法可以包括识别多个加强件的一个或更多个几何或惯性属性。该方法还可以包括使用多个加强件的所述一个或更多个几何或惯性属性执行分析以预测前缘翼肋在外部载荷下的故障率，并根据故障率确定在外部载荷下的前缘翼肋的结构完整性。

特别地，识别所述多个加强件的所述一个或更多个几何或惯性属性可以包括从飞行器机翼的固定前缘区段的三维(3D)模型中提取用于前缘翼肋的几何体的集合，其中几何体的集合至少表示前缘翼肋的多个加强件。识别所述多个加强件的所述一个或更多个几何或惯性属性还可以包括对表示多个加强件的相应加强件的几何体的集合中的每个几何体，在垂直于几何体的中线的平面上提取几何体的剖切截面(section cut)。剖切截面形成对应于相应加强件的并且具有相应加强件的一个或更多个几何或惯性属性的横截面。识别所述多个加强件的所述一个或更多个几何或惯性属性还可以包括基于横截面与通过多个不同横截面的联合形成的通用剖面的相关性来识别横截面以及由此的加强件的一个或更多个几何或惯性属性。

在前述或任何后续示例实施例或其任何组合的方法的一些示例实施例中，横截面的一个或更多个几何或惯性属性至少包括横截面的横截面类型、尺寸测量、形心或转动惯量。

在任何前述或任何后续示例实施例或其任何组合的方法的一些示例实施例中，相应加强件包括凸缘和腹板，并且横截面类型包括加号、T、I、L、J、C或U形横截面，并且一个或更多个几何或惯性属性还包括至少包括左腹板或右腹板取向的横截面的取向。