[发明专利]一种飞行器结构剖面刚心的计算方法

摘要

本发明涉及飞行器总体结构设计技术领域，公开一种飞行器结构剖面刚心的计算方法，第一步，建立飞行器结构的有限元模型，并对计算剖面进行刚性处理；第二步，在计算剖面上选取任意一点施加剪力，利用有限元法计算出对应剖面扭转角；第三步，撤销剖面剪力，在相同点施加扭矩，利用有限元法计算出对应剖面扭转角；第四步，由剪力及其对应扭转角、扭矩及其对应扭转角，计算出剖面刚心。本发明利用有限元静力模型进行计算，不需要重新建立剖面模型，不受剖面形式限制，可计算单闭室、多闭室、开口等任意类型剖面的刚心，且不受材料类型限制，通用于各向同性和各向异性材料结构，计算过程快速简单，计算可靠性和精度高。

主权项

1.一种飞行器结构剖面刚心的计算方法，其特征在于：包括以下几个步骤，第一步，建立需要计算的飞行器结构的有限元模型，在有限元模型中对飞行器结构的剖面采用刚体元进行刚性处理，使得该剖面上各节点的6个自由度保持一致；第二步，在所述剖面上选取任意一节点施加力P，利用有限元法计算出所述剖面上节点的线位移向量δ^p，根据所述剖面上任意两个节点的线位移向量和计算出所述剖面的转角矢量α^p，即剖面的扭转角；第三步，撤销第二步中施加的力P，在第二步中选取的相同节点施加扭矩M，扭矩M的方向与所述剖面垂直，利用有限元法计算出所述剖面上节点的线位移向量δ^M,根据所述剖面上任意两个节点的线位移向量和计算出所述剖面的转角矢量α^M，即剖面的扭转角；第四步，由上述的力P及其对应扭转角αp、扭矩M及其对应扭转角αM，计算出所述剖面的刚心坐标。