[发明专利]一种基于iFEM方法及RZT理论的机翼基线动态位置测量方法

权利要求书

1.一种基于iFEM方法及RZT理论的机翼基线动态位置测量方法，其特征在于，该测量方法包括以下步骤：

步骤1、机翼模型的确定：根据所选机翼的空间尺寸数据，生成机翼的三维模型，并导入到有限元分析软件中；

步骤2、机翼表面FBG传感器阵列和应变花布局排布的设计：根据机翼的尺寸，在机翼的不同位置布置应变花以及FBG传感器阵列；

步骤3、基于RZT理论的逆有限元仿真模型的建立：网格划分时采用三节点单元；

步骤4、测量数据的读取与转换：结合计算机的数据同步，在机翼上模拟施加弯曲、扭转和膜变形的均匀分布力，分别读取FBG传感器和应变花传感器的数据，通过运算解算出机翼上各点的空间位置坐标；

步骤5、机翼基线动态位置的获取：通过借助于FBG传感器和应变花传感器获取的数据以及有限元分析，最后得出基线的动态测量结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于iFEM方法及RZT理论的机翼基线动态位置测量方法，其特征在于：所述的机翼模型为大展弦比的机翼，有助于所述的应变花以及FBG传感器阵列的布局排布设计。

3.根据权利要求1所述的一种基于iFEM方法及RZT理论的机翼基线动态位置测量方法，其特征在于：所述机翼模型分成3层，坐标系采用正交坐标系(x₁,x₂,z)，其中(x₁,x₂)为平面内坐标，z为机翼厚度方向即挠度方向坐标；使用的三节点单元具有各向异性，每个节点有9个自由度；

沿x₁、x₂方向的膜位移及沿着z轴方向横向挠度的推导公式分别为：

式中，u(x)、v(x)分别表示x₁、x₂方向的膜位移；ω(x)表示z轴方向的横向挠度；i表示第i层，i＝1,2,3；u_i、v_i、w_i分别表示三节点单元沿着x₁,x₂,z轴正方向的自由度；θ_xi、θ_yi分别表示沿着x1、x2轴经典逆时针旋转的自由度；分别表示沿着x₁、x₂轴之字形逆时针旋转的自由度；θ_zi表示z轴角点旋转的自由度；表示z轴人工之字形旋转的自由度；N_i为三角形线性面积参数坐标，L_i、M_i为等插值函数；

z轴方向的横向挠度ω(x)，以及沿x₂轴正方向弯曲幅度P₁(x)和x₁负方向之字形旋转幅度P₂(x)的推导公式可由节点自由度w_i、θ_αi、分别表示为：

每个传感器的配置时，采用平滑单元的分析方法，即根据机翼的尺寸将机翼划分成若干个三角形单元。