[发明专利]超静定吊挂与机翼连接单元结构尺寸的分析方法

说明书

超静定吊挂与机翼连接单元结构尺寸的分析方法，其步骤为：1)确定发动机重心及载荷作用点；2)确定结构主要承载工况；3)计算主要承载工况的吊挂及机翼连接单元的载荷；4)计算连接单元的截面几何参数及面积许用范围；5)初始化连接单元结构截面尺寸，计算各连接单元载荷及截面几何尺寸；6)将截面几何参数结果反馈到5)进行迭代计算，以重量或刚度为目标，确定可行的连接单元截面参数组合解；7)重复3)‑6)，进一步优化斜撑杆/上连杆角度，在结构限定范围内形成分载最优方案；8)针对最优方案建立简单FEM模型，进行载荷分载对比，验证优化结果的合理性。本发明通过上述方法，提供了一种设计合理，方案优化的分析方法。

技术领域

本发明涉及吊挂结构领域，具体地来讲为一种超静定吊挂与机翼连接单元结构尺寸的分析方法。

背景技术

吊挂作为发动机与机体连接的最重要结构，吊挂的失效将直接导致民机灾难性事故，危险程度甚至超过发动机本身失效。因此，当前民用飞机发动机吊挂与机翼多选择超静定连接方案，单一连接单元失效的情况下仍然能够保证发动机与机体正常连接。

这种连接方案较好的应对了与发动机连接的关键功能结构的破损安全问题，为结构提供了较好的检查方案和周期，极大的提高了民机服役的安全性。另一方面，超静定的连接方案使得发动机与机体本身载荷传载方式更为复杂，如何合理优化结构方案，使得载荷在各连接单元间合理分配，在保证安全性的同时降低结构重量，一直是超静定连接方案的重要研究内容之一。

吊挂与机翼间的连接采用传统超静定方案时，连接单元一般由上连杆、斜撑杆、中接头及侧连杆组成。在超静定吊挂结构设计过程中，其中一项最重要的工作是定义上连杆、斜撑杆结构初始尺寸，为有限元分析提供依据。

在吊挂结构设计初期，针对超静定连接方案，此分析方法可以基于初步设计参数快速的进行载荷分配的快速计算，优化连接位置及连接单元结构尺寸，快速定义结构初步设计概念。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种超静定吊挂与机翼连接单元结构尺寸的分析方法。

为了实现上述目的，本发明创造采用的技术方案为：

超静定吊挂与机翼连接单元结构尺寸的分析方法，其特征在于，其步骤为：

1)基于发动机及吊挂的组合结构，确定发动机重心及载荷作用点；

2)确定结构主要承载工况；

3)根据1)、2)中的输入参数，依据适航中关于破损安全条款要求，在静定状态下，计算吊挂及机翼连接单元的载荷；

4)基于3)计算所得的连接单元载荷，计算连接单元的截面面积及相应的许用范围；

5)基于4)截面面积许用限制，初始化连接单元截面几何尺寸参数，引入静不定计算公式，计算各连接单元载荷；

6)基于5)所得的连接单元载荷，计算连接单元的截面结合参数，结果反馈到第5步进行迭代计算，最终确定迭代计算后的连接单元结构截面尺寸参数；

7)重复3)、4)、5)、5)条，进一步优化斜撑杆或上连杆角度，在结构限定范围内形成分载最优方案；

8)针对最优方案建立简单FEM模型，进行载荷分载对比。

所述的步骤2)中，主要承载工况包括有：坠撞工况、动载荷工况、推力工况、陀螺工况及破损状态下的坠撞工况、动载荷工况、推力工况、陀螺工况。

所述的步骤3)中，具体方法为：假设吊挂和机翼连接中的某个单元发生失效，即上连杆或者斜撑杆发生失效，其余连接单元未失效但构成静定连接状态，采用力的静定平衡方程及向量运算方法计算破损安全状态下，即上连杆失效或者斜撑杆失效状态下，斜撑杆未失效或上连杆未失效连接单元载荷。

所述的步骤4)中：