[发明专利]直升机主减速器假件及其设计方法

说明书

本申请提供了一种直升机主减速器假件及其设计方法，该方法首先建立真实主减分析模型，确定真实主减的刚度特性，再建立主减假件的有限元概念模型外观，然后采用实验设计的方法确定关键设计尺寸，同时得到设计变量与设计目标的响应关系，进而选择合适的优化算法对主减假件某些部件厚度进行优化设计，最终设计出同时满足强度和刚度特性要求的假件，具有设计简单、设计结果可靠等优点。

技术领域

本申请涉及直升机结构设计技术领域，具体提供一种直升机主减速器加减及其设计方法。

背景技术

直升机整机或大型部件进行强度试验时，出于节省经费的目的，非考核结构和加载件一般会采用假件代替，这类假件在设计时是按满足材料强度原则设计的，但当假件自身刚度影响载荷分配时，不对刚度进行设计，整个试验的精度会受到影响。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种直升机主减速器假件及其设计方法。

第一方面，本申请公开了一种直升机主减速器假件的设计方法，其特征在于，包括：

S1：对真实主减速器进行传载和受力分析，获取所述真实主减速器连接点的传递载荷的大小和方向；

S2：建立所述真实主减速器的有限元模型，根据所述传递载荷的方向对所述真实主减速器连接点进行相应的约束，同时根据所述传递载荷的大小得到所述真实主减速器连接点处的约束载荷值；

S3：根据所述真实主减速器连接点间的距离和占用空间，确定主减速器假件壳体的体积范围，采用焊接和/或螺接钢板的方式拼装一个封闭的壳体，并建立所述主减速器假件的有限元模型，其中，所述主减速器假件由主轴、上盖板、斜封闭板、侧板、连接底座、下盖板以及加强筋组成；

S4：选取步骤S3中的有限元模型的每个部件的厚度作为设计变量，设计约束为焊接区许用剪切、连接螺栓许用剪切与拉伸、壳体材料强度极限；

S5：对步骤S3中的所述主减速器假件进行试验设计分析：

对步骤S4中的设计变量进行抽样，将每个所述设计变量划分成数量相同的水平分区，将所有的所述水平分区随机地组合在一起，来指定用来定义设计矩阵的N个点，保证每一个变量的每个水平分区只被研究一次；

所述主减速器假件的设计变量的个数为D，根据所述主减速器假件的制造工艺，每个板件的厚度采用离散型变量，厚度取值范围为[t₁,t₂]，取值间隔为Δt，则样本水平点N＝(t₂-t₁)/Δt，在空间内随机选取不重复的样本点进行计算，对每个响应利用最小二乘法构建多项式以拟和分析数据，由此会得到一系列的多项式系数，对任意两个独立变量X₁，X₂的主效应多项式：

对上述的多项式求导

dy＝C₁dX₁+C₂dX₂+2C₃X₁dX₁+2C₄X₂dX₂+C₅(X₂dX₁+X₁dX₂)

分别得到线性主效应

MX₁＝C₁dX₁,MX₁＝C₂dX₂,

二阶主效应

交互效应