[发明专利]基于灵敏度分析的牵制杆中U形卡爪的优化设计方法

说明书

本公开提供了一种基于灵敏度分析的牵制杆中U形卡爪的优化设计方法，涉及强度分析技术领域。该优化设计方法包括：以U形卡爪中各部位的尺寸为随机输入变量，以通过各部位的尺寸计算出的最大应力为随机输出变量，基于蒙特卡罗法计算随机输入变量对随机输出变量的灵敏度；根据灵敏度确定各部位中的待优化部位；限定待优化的部位的尺寸范围，选取尺寸范围内的数值，计算与各数值对应的最大应力，并确定与各数值对应的最大应力中的最小值。该优化设计方法能够确定出U形卡爪中各部位的最优尺寸，且能提高U形卡爪的强度。

技术领域

本公开涉及强度分析技术领域，尤其涉及一种基于灵敏度分析的牵制杆中U形卡爪的优化设计方法。

背景技术

近年来，我国航母舰载机发展迅猛，舰载机在航母上起飞时广泛采用弹射起飞方式。在舰载机弹射起飞时，起落架弹射装置的牵制杆起着至关重要的作用。其中，牵制杆中的U形卡爪是牵制杆的关键结构。现有技术中，U形卡爪的各个尺寸的最优值不确定，加工时存在一定的随机性，且U形卡爪的强度较低。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种基于灵敏度分析的牵制杆中U形卡爪的优化设计方法，能够确定出U形卡爪中各部位的最优尺寸，从而能够提高U形卡爪的强度。

为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的一个方面，提供一种基于灵敏度分析的牵制杆中U形卡爪的优化设计方法，包括：

以所述U形卡爪各部位的尺寸为随机输入变量，以通过各所述部位的尺寸计算出的最大应力为随机输出变量，基于蒙特卡罗法计算所述随机输入变量对所述随机输出变量的灵敏度；

根据所述灵敏度确定各所述部位中的待优化部位；

限定所述待优化的部位的尺寸范围，选取所述尺寸范围内的数值，计算与各所述数值对应的最大应力，并确定与各所述数值对应的最大应力中的最小值。

在本公开的一种示例性实施例中，各个所述随机输入变量均服从正态分布。

在本公开的一种示例性实施例中，通过各所述部位的尺寸计算出最大应力，包括：

根据所述U形卡爪的各个部位的初始尺寸，建立所述U形卡爪的三维模型；

根据所述三维模型建立有限元模型，并定义所述有限元模型的边界条件，以计算所述U形卡爪的最大应力。

在本公开的一种示例性实施例中，根据所述三维模型建立有限元模型，包括：

添加所述三维模型的材料属性；

选择所述三维模型的网格种类，对所述三维模型进行网格划分，以建立所述有限元模型；

在本公开的一种示例性实施例中，定义所述有限元模型的边界条件，包括：

对所述有限元模型施加约束；

定义所述有限元模型的载荷。

在本公开的一种示例性实施例中，所述载荷包括多个大小不同的牵引力；

所述计算所述U形卡爪的最大应力，包括：

结合各所述部位的初始尺寸，对应地计算出不同所述牵引力下所述U形卡爪的应力极值；

比较各所述应力极值，确定所述U形卡爪的最大应力。

在本公开的一种示例性实施例中，所述U形卡爪能够与所述牵制杆的牵制端头卡接，且在对所述U形卡爪施加的牵引力达到预设值时，所述U形卡爪能够与所述牵制端头脱离。