[发明专利]一种T尾飞机垂尾翼梁试验件设计方法

说明书

本发明涉及一种T尾飞机垂尾翼梁试验件设计方法，属于飞机结构设计技术领域，所述T尾飞机垂尾翼梁试验件设计方法用于确定翼梁试验件的尺寸，所述翼梁试验件包括翼梁腹板、翼梁缘条和缘条弯边，所述尺寸包括翼梁腹板的宽度b_w和厚度t_w、翼梁缘条的宽度b_f和厚度t_f以及缘条弯边的宽度b_L和厚度t_L，步骤为首先获得翼梁腹板的尺寸，之后根据翼梁腹板尺寸计算翼梁缘条的尺寸，根据翼梁缘条的尺寸计算缘条弯边的尺寸。本发明的T尾飞机垂尾翼梁试验件设计方法可以很好的模拟蒙皮对翼梁的支持，简化试验件的设计，最终降低试验难度，节省了试验成本。

技术领域

本发明属于飞机机尾结构设计技术领域，尤其涉及一种T尾飞机垂尾翼梁试验件设计方法。

背景技术

飞机尾部一般分为两种：一种是平尾，一种是由垂尾和平尾构成的T型垂尾。对于T尾(即T型垂尾)飞机，由于平尾高置于垂尾翼尖，垂尾翼梁除了承受非对称机动引起的剪力载荷，还要承受对称机动引起的拉压载荷，这是有别于传统低平尾飞机的。而翼梁承受载荷的复杂性给翼梁试验件的设计带来困难。传统的翼梁试验件的设计常采用对角拉伸板或者单悬臂梁方法，此两种试验件均是针对剪切载荷进行设计，无法考虑拉压载荷对翼梁的影响。

如果截取翼梁典型段，直接进行翼梁压缩载荷试验，由于缺少蒙皮对翼梁缘条的支撑，翼梁缘条末端自由，缘条会提前失稳破坏，这与飞机上翼梁的实际受载不符。

而在现有技术中，试验中如需要模拟蒙皮对翼梁缘条的支撑，需要进行盒段试验，将零件级试验提高为组件级试验，试验等级提高一级，试验件生产和试验的费用大大增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种T尾飞机垂尾翼梁试验件设计方法，用于解决目前在设计T型飞机垂尾翼梁时，无有效模拟蒙皮对翼梁的支持的试验件的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种T尾飞机垂尾翼梁试验件设计方法，所述T尾飞机垂尾翼梁试验件设计方法用于确定翼梁试验件的尺寸，所述翼梁试验件包括翼梁腹板、翼梁缘条和缘条弯边，所述尺寸包括翼梁腹板的宽度b_w和厚度t_w、翼梁缘条的宽度b_f和厚度t_f以及缘条弯边的宽度b_L和厚度t_L，步骤为

首先获得翼梁腹板的尺寸，之后根据翼梁腹板尺寸计算翼梁缘条的尺寸，根据翼梁缘条的尺寸计算缘条弯边的尺寸。

进一步地，获得翼梁腹板的尺寸过程为：翼梁腹板的宽度b_w和厚度t_w均与原翼梁腹板的参数相同。

进一步地，计算翼梁缘条的尺寸过程为：

a、翼梁缘条的厚度t_f与原翼梁缘条的厚度和原蒙皮的厚度之和相同；

b、翼梁缘条的宽度b_f与原蒙皮的有效承载宽度b'_m相同，即

t'_m为原蒙皮的厚度，E'_m原蒙皮的弹性模量，E'_f为原始翼梁缘条的弹性模量，σ'_co为原蒙皮的失稳应力。

进一步地，计算缘条弯边的尺寸过程为：

缘条弯边的惯性距和面积需要满足下式：

其中，I_L是缘条弯边的惯性矩，A_L是缘条弯边与原蒙皮接触的面积；

以及缘条弯边的临界失稳载荷必须大于等于翼梁缘条的临界失稳载荷，即