[发明专利]一种确定矩形柔性网状结构的纵横方向变形量的方法

说明书

本发明公开一种确定矩形柔性网状结构的纵横方向变形量的方法，步骤如下：建立内切单元模型；建立柔性网状结构模型，该柔性网状结构模型由M个沿水平方向的内切单元模型和N个沿垂直方向的内切单元模型构成，柔性网状结构模型沿垂直方向承受的外载荷和沿水平方向承受的外载荷分别为P和Q；根据内切单元模型中的各个参数之间关系，建立内切单元模型受载(Q/N)时面内的垂直变形量及内切单元模型受载(P/M‑Q/N)时面内的垂直变形量分别与各个参数之间的函数关系；计算柔性网状结构模型面内的垂直变形量和水平变形量。本申请的方法可为柔性网状结构的设计及应用提供理论基础，可根据实际需要通过该方法进行设计，可确定在具体工况下其内切单元的结构参数。

技术领域

本发明涉及飞机柔性蒙皮技术领域，特别是涉及一种确定矩形柔性网状结构的纵横方向变形量的方法。

背景技术

变体飞机应该在不同飞行状态下均具有优良的性能，因此，其结构需要具有很好的自适应性。而飞机的柔性蒙皮和结构驱动是结构自适应的二项基本技术，也是当前变体飞机设计中的主要难点。到目前为止，国内外在柔性蒙皮领域，申请人认为热点研究的柔性蒙皮主要可以归纳为三类：(1)基于柔性蜂窝的蒙皮；(2)基于波纹板的蒙皮；(3)基于高分子聚合物的蒙皮。其中：柔性蜂窝的蒙皮制造工艺复杂，成本高，而且，由于用橡胶承受面内载荷，导致承载能力低；波纹板的蒙皮力学特性相对较差，主要体现在面内变形量比较小；高分子化合物的蒙皮强度和刚度特性偏低，它不仅面内承载能力比较小，而且法向刚度也不够大，特别是在蒙皮形状改变过程中，蒙皮不能承受外载的特性，极大地限制了它在变体飞机上的应用范围。

专利申请号为：201620176854.X，专利名称为：一种内切基单元柔性蒙皮组件，该专利展示了一种内切基单元柔性蒙皮组件。然而，该专利仅仅是给予了一种结构，并未公开如何确定或者根据需要来进行结构在纵横方向的变形量的确认。

专利申请号为：201710192113.X，专利名称为：一种确定柔性网状结构的纵横方向的变形量的方法，该专利仅仅用于计算由内切单元组成的正方形柔性网状结构的变形量，而对于适用范围更广的矩形柔性网状结构变形量的计算则无法实施。

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

本发明的目的在于提供一种确定矩形柔性网状结构的纵横方向变形量的方法来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种确定矩形柔性网状结构的纵横方向变形量的方法，包括如下步骤：

步骤1：建立内切单元模型；

步骤2：建立柔性网状结构模型，该柔性网状结构模型由M个沿水平方向的内切单元模型和N个沿垂直方向的内切单元模型构成，其中M＞N；该柔性网状结构模型沿垂直方向承受的外载荷为P，沿水平方向承受的外载荷为Q，其中P＞Q；每个内切单元模型沿垂直方向承受的外载荷为P/M，沿水平方向承受的外载荷为Q/N，并且P/M>Q/N；

步骤3：根据内切单元模型中的各个参数之间关系，建立内切单元模型受载(Q/N)时面内的垂直变形量与各个参数之间的函数关系，以及内切单元模型受载(P/M-Q/N)时面内的垂直变形量与各个参数之间的函数关系；

步骤4：根据所述步骤3的函数关系以及M、N、P、Q四者之间的函数关系，计算柔性网状结构模型面内的垂直变形量，再根据该柔性网状结构模型面内的垂直变形量、柔性网状结构模型面内的水平变形量、M、N四者之间的函数关系，计算柔性网状结构模型面内的水平变形量。

优选地是，所述步骤1具体为：

使模型中的内切单元所用结构材料均各向同性；

使模型中的内切单元符合线弹性假设；

使模型中的内切单元在变形过程中只考虑弯曲变形；