[发明专利]一种未知刚度分布的翼舵面全弹性模型设计方法

权利要求书

1.一种未知刚度分布的翼舵面全弹性模型设计方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、在原有翼舵模型的侧面设置5组节点；每组节点包括2个节点，对原有翼舵模型进行加载，测量获得在加载载荷下翼舵模型各节点的变形量；

步骤二、有限元建立翼舵平板模型，包括平板翼面(1)和固定结构(2)；

步骤三、在平板翼面(1)按步骤一的位置设置5组节点；并按步骤一的方式加载，分别调整10个节点的弹性模量和泊松比；实现在加载载荷下各点的变形量与步骤一相同；获得与原有翼舵模型相同的刚度分布；

步骤四、将原有翼舵模型每组2个节点之间连线，将原有翼舵模型分为4个分段；测量每个分段的弹性模量E_原有；测量每个分段的截面惯性矩I_原有；测量每个分段的剪切模量G_原有；测量每个分段的极惯性矩J_原有；

将平板翼面(1)的每组2个节点之间连线，将平板翼面(1)分成相同的4个分段；根据弯曲刚度方程和扭转刚度方程，对平板翼面(1)的4个分段进行调整；

步骤五、将调整后的翼舵平板模型作为实际翼舵模型骨架；并在平板翼面(1)的外部包覆泡沫(8)；构建完整的实际翼舵模型。

2.根据权利要求1所述的一种未知刚度分布的翼舵面全弹性模型设计方法，其特征在于：所述步骤一中，在加载载荷下翼舵模型各节点的变形量的获得方法为：

S1、在原有翼舵模型的侧面，沿从原有翼舵模型根部至顶部的展向方向均匀设置5组节点；每组节点包括2个节点；2个节点对称设置，且其中1个节点设置在原有翼舵模型的前缘处，另1个节点设置在原有翼舵模型的后缘处；

S2、随机选取原有翼舵模型顶部一组节点中的1个节点悬挂砝码；测量10个节点在加载砝码重量后的变形量；首次悬挂砝码重量为7N；

S3、重复3-6次S2；获得各节点在不同载荷下对应的变形量；每次悬挂砝码的位置不同，且每次悬挂位置位于首次悬挂位置附近；每次悬挂砝码的重量增加1N。

3.根据权利要求2所述的一种未知刚度分布的翼舵面全弹性模型设计方法，其特征在于：所述步骤二中，平板翼面(1)为板状结构；平板翼面(1)竖直放置；固定结构(2)固定安装在平板翼面(1)的底端。

4.根据权利要求3所述的一种未知刚度分布的翼舵面全弹性模型设计方法，其特征在于：所述步骤三中，调整10个节点的弹性模量和泊松比的方法为：

S1、按照步骤一的加载位置和加载载荷对翼舵平板模型进行加载；调整平板翼面(1)根部2个节点(4)的弹性模量和泊松比；实现根部2个节点(4)的变形量与原有翼舵模型根部的2个节点变形量相同；

S2、按照步骤一的加载位置和加载载荷对翼舵平板模型进行加载；调整平板翼面(1)顶部2个节点(3)的弹性模量和泊松比；实现顶部2个节点(3)的变形量与原有翼舵模型顶部的2个节点变形量相同；

S3、按照步骤一的加载位置和加载载荷对翼舵平板模型进行加载；调整平板翼面(1)中部6个节点(9)的弹性模量和泊松比；实现中部6个节点(9)的变形量与原有翼舵模型中部6个节点变形量相同。

5.根据权利要求4所述的一种未知刚度分布的翼舵面全弹性模型设计方法，其特征在于：所述步骤四中，对平板翼面(1)的4个分段进行调整的具体方法为：

根据弯曲刚度方程E_原有×I_原有＝E_模型×I_模型，调整I_模型实现等式成立；

根据扭转刚度方程G_原有×J_原有＝G_模型×J_模型，调整J_模型实现等式成立；

式中，E_模型为平板翼面(1)分段的弹性模量，为建模固定值；

I_模型为平板翼面(1)分段的截面惯性矩，可调；

G_模型为平板翼面(1)分段的剪切模量，为建模固定值；

J_模型为平板翼面(1)分段的极惯性矩，可调。