[发明专利]一种三缝富勒襟翼多姿态快速建模方法

说明书

本发明涉及一种三缝富勒襟翼多姿态快速建模方法，通过采用局部坐标系替换和关节特征点定义方法快速建立各襟翼不同构型下的有限元模型，实现了三缝富勒襟翼多姿态的有限元模型的快速转换，为三缝富勒襟翼的设计和强度分析提高了有效的解决方案，快速建立多姿态襟翼模型，既解决了手动难以建立大量襟翼姿态模型的问题，又实现了对襟翼的真实求解。

技术领域

本发明属于飞机机翼设计领域，尤其涉及一种三缝富勒襟翼多姿态快速建模方法。

背景技术

在机翼上安装襟翼可以增加机翼面积，提高机翼的升力系数。襟翼的种类很多，常用的有简单襟翼、分裂襟翼、开缝襟翼和后退襟翼等等。一般的襟翼均位于机翼后缘，靠近机身，在副翼的内侧。当襟翼下放时，升力增大，同时阻力也增大，因此一般用于起飞和着陆阶段，以便获得较大的升力，减少起飞和着陆滑跑距离。目前大多数战斗机为简单悬挂式单缝襟翼，某型飞机为双缝襟翼，但子翼相对主襟翼不运动，主襟翼运动原理为定轴转动。

某型飞机在设计时机翼后缘采用三缝富勒襟翼，三缝富勒襟翼较双缝襟翼更为复杂，性能也更为优越，三缝富勒襟翼的运动是后退和偏转的叠加运动，并不是简单的定轴转动，在空间三个方向都有位移的运动，襟翼运动机构随襟翼运动位置也在发生变化，因此襟翼运动轨迹设计极为复杂，手动建立各偏转角度下的有限元模型耗费时间较长。

发明内容

本发明的目的是提供一种三缝富勒襟翼多姿态快速建模方法，用于解决上述问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种三缝富勒襟翼多姿态快速建模方法，其包括

步骤1：在初始状态以原始坐标系C₀建立前襟翼、中襟翼、后襟翼的有限元模型，并依次建立各襟翼的参考坐标系C₁、C₂、C₃，将各襟翼的有限元模型在原始坐标系C₀下的坐标更改成参考坐标系C₁、C₂、C₃的坐标；

步骤2：根据三缝富勒襟翼运动过程将各襟翼均运动到最终状态位置，并在原始坐标系C₀下建立各襟翼的最终偏转坐标系C_1’、C_2’、C_3’；

步骤3：重复步骤2，将各襟翼运动到所需角度，得到所需角度下各襟翼的所需偏转坐标系C_1”、C_2”、C_3”；

步骤4：在初始状态建立滑轨和滑轮架模型，在滑轨的圆心位置建立参考坐标系C₄，将滑轮架模型的坐标系更改为参考坐标系C₄，并在滑轮架模型上提取特征点；

步骤5：根据各襟翼的偏转角度，将参考坐标系C₄进行偏转，得到偏转角度后的最终偏转坐标系C_4’、所需偏转坐标系C_4”；

步骤6：在各襟翼的最终状态偏转角度及所需偏转角度下，建立滑轮架的模型，

步骤7：将最终偏转坐标系C_1’、C_2’、C_3’、C_4’和所需偏转坐标系C_1”、C_2”、C_3”、C_4”及最终状态偏转角度和所需偏转角度下滑轮架的特征点的坐标替换成初始状态参考坐标系C₁、C₂、C₃、C₄和初始状态滑轮架的特征点的坐标，即可得到不同姿态下的三缝富勒襟翼模型。