本發(fā)明涉及飛機(jī)強(qiáng)度
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種飛機(jī)氣動載荷處理方法及飛機(jī)強(qiáng)度計算方法。
背景技術(shù)：
：氣動載荷是飛機(jī)機(jī)身，機(jī)翼以及發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)葉片等航空器部件所承受的主要載荷。在進(jìn)行以上部件靜強(qiáng)度分析時，由于其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，通常會采用相應(yīng)的有限元軟件進(jìn)行分析計算，例如Nastran，ANSYS，Abaqus等。氣動載荷一般會以節(jié)點壓力的形式給出，例如飛機(jī)結(jié)構(gòu)表面某點的壓力系數(shù)。在利用有限元軟件分析過程中，結(jié)構(gòu)固體網(wǎng)格節(jié)點很難與壓力節(jié)點一一對應(yīng)。一般的處理方法是選用一個最嚴(yán)苛的壓力施加到結(jié)構(gòu)整個或者局部網(wǎng)格節(jié)點。此方法計算較為簡單，得到的結(jié)果偏于保守，為了滿足強(qiáng)度要求會付出結(jié)構(gòu)重量上升的代價。因此，希望有一種技術(shù)方案來克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的至少一個上述缺陷。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種飛機(jī)氣動載荷處理方法來克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的至少一個上述缺陷。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種飛機(jī)氣動載荷處理方法，用于計算待分析結(jié)構(gòu)在氣動載荷下的強(qiáng)度之前的處理，所述飛機(jī)氣動載荷處理方法包括如下步驟：步驟1：構(gòu)建待分析結(jié)構(gòu)的有限元模型，并獲取單元信息，每個單元信息包括每個單元中的各個節(jié)點信息，所述節(jié)點信息包括節(jié)點編號及節(jié)點坐標(biāo)；步驟2：為有限元模型施加氣動載荷，并獲取氣動載荷信息，根據(jù)氣動載荷信息通過插值法將將氣動載荷信息插值至所述節(jié)點信息中，從而得到節(jié)點載荷信息，所述節(jié)點載荷信息包括各個節(jié)點以及各個節(jié)點所對應(yīng)的氣動載荷值；步驟3：將所述步驟1中的單元信息中的各個單元的節(jié)點編號替換成所述步驟2中的節(jié)點載荷信息中的各個節(jié)點所對應(yīng)的氣動載荷值，從而獲得氣動載荷信息，所述氣動載荷信息包括各個單元的氣動載荷值，并將氣動載荷信息帶入所述步驟1中的有限元模型。優(yōu)選地，所述步驟1具體為：采用有限元軟件構(gòu)建有限元模型，所述單元信息以文件形式輸出，形成單元信息文件。優(yōu)選地，所述步驟2具體為：步驟21：在有限元軟件中施加氣動載荷，通過有限元軟件獲取氣動載荷信息，并將其以文件形式導(dǎo)出，形成氣動載荷信息文件，所述氣動載荷信息文件包括各個氣動載荷編號、各個氣動載荷編號所對應(yīng)的氣動載荷值坐標(biāo)以及氣動載荷值；步驟22：將氣動載荷信息中的氣動載荷值坐標(biāo)作為被插值點，將導(dǎo)出的單元節(jié)點作為插值點，選用最近鄰插值法，插值得到與所述單元信息文件中的節(jié)點編號對應(yīng)的氣動載荷值，從而形成所述節(jié)點載荷信息，并將其以文件形式導(dǎo)出，形成節(jié)點載荷信息文件。優(yōu)選地，所述步驟3中的氣動載荷信息以文件形式輸出，從而形成氣動載荷信息文件，所述氣動載荷信息文件通過命令流文件帶入所述有限元模型。優(yōu)選地，所述有限元模型采用ANSYS軟件建立。本申請還提供了一種飛機(jī)強(qiáng)度計算方法，所述飛機(jī)強(qiáng)度計算方法包括如下步驟：步驟1：采用如上所述的飛機(jī)氣動載荷處理方法進(jìn)行處理，從而得到帶有氣動載荷信息的有限元模型；步驟2：設(shè)置試驗參數(shù)以及邊界條件，計算所述有限元模型強(qiáng)度。本發(fā)明中的飛機(jī)氣動載荷處理方法本發(fā)明提供的氣動載荷處理方法適用性強(qiáng)，對于復(fù)雜外形的結(jié)構(gòu)件以及氣動載荷節(jié)點稀疏的情況下都可運(yùn)用，并能取得較好計算結(jié)果。避免了利用傳統(tǒng)處理方法處理氣動載荷時過于保守或計算量較大的問題。并且該過程可通過程序化實現(xiàn)，對于網(wǎng)格節(jié)點數(shù)較多的情況，能夠大大提高運(yùn)算效率。附圖說明圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的飛機(jī)氣動載荷處理方法的流程示意圖。圖2是圖1所示的飛機(jī)氣動載荷處理方法中的一個單元的示意圖。具體實施方式為使本發(fā)明實施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的飛機(jī)氣動載荷處理方法的流程示意圖。圖2是圖1所示的飛機(jī)氣動載荷處理方法中的一個單元的示意圖。如圖1所示的飛機(jī)氣動載荷處理方法用于計算待分析結(jié)構(gòu)在氣動載荷下的強(qiáng)度之前的處理，其包括如下步驟：步驟1：構(gòu)建待分析結(jié)構(gòu)的有限元模型，并獲取單元信息，每個單元信息包括每個單元中的各個節(jié)點信息，所述節(jié)點信息包括節(jié)點編號及節(jié)點坐標(biāo)；步驟2：為有限元模型施加氣動載荷，并獲取氣動載荷信息，根據(jù)氣動載荷信息通過插值法將將氣動載荷信息插值至所述節(jié)點信息中，從而得到節(jié)點載荷信息，所述節(jié)點載荷信息包括各個節(jié)點以及各個節(jié)點所對應(yīng)的氣動載荷值；步驟3：將所述步驟1中的單元信息中的各個單元的節(jié)點編號替換成所述步驟2中的節(jié)點載荷信息中的各個節(jié)點所對應(yīng)的氣動載荷值，從而獲得氣動載荷信息，所述氣動載荷信息包括各個單元的氣動載荷值，并將氣動載荷信息帶入所述步驟1中的有限元模型。在本實施例中，步驟1具體為：采用有限元軟件構(gòu)建有限元模型，所述單元信息以文件形式輸出，形成單元信息文件。在本實施例中，步驟2具體為：步驟21：在有限元軟件中施加氣動載荷，通過有限元軟件獲取氣動載荷信息，并將其以文件形式導(dǎo)出，形成氣動載荷信息文件，所述氣動載荷信息文件包括各個氣動載荷編號、各個氣動載荷編號所對應(yīng)的氣動載荷值坐標(biāo)以及氣動載荷值；步驟22：將氣動載荷信息中的氣動載荷值坐標(biāo)作為被插值點，將導(dǎo)出的單元節(jié)點作為插值點，選用最近鄰插值法，插值得到與所述單元信息文件中的節(jié)點編號對應(yīng)的氣動載荷值，從而形成所述節(jié)點載荷信息，并將其以文件形式導(dǎo)出，形成節(jié)點載荷信息文件。在本實施例中，所述步驟3中的氣動載荷信息以文件形式輸出，從而形成氣動載荷信息文件，所述氣動載荷信息文件通過命令流文件帶入所述有限元模型。在本實施例中，所述有限元模型采用ANSYS軟件建立。本申請還提供了一種飛機(jī)強(qiáng)度計算方法，所述飛機(jī)強(qiáng)度計算方法包括如下步驟：步驟1：采用如上所述的飛機(jī)氣動載荷處理方法進(jìn)行處理，從而得到帶有氣動載荷信息的有限元模型；步驟2：設(shè)置試驗參數(shù)以及邊界條件，計算所述有限元模型強(qiáng)度。為了方便理解，下面以舉例的方式對本申請進(jìn)行進(jìn)一步闡述，可以理解的是，該舉例并不構(gòu)成對本申請的任何限制。在該舉例中，均以ANSYS為基礎(chǔ)進(jìn)行。步驟1：利用有限元處理軟件離散待分析結(jié)構(gòu)，得到結(jié)構(gòu)有限元模型，并獲取單元信息，為了方便解釋，下面以該有限元模型中的一個單元ex為例，如圖2所示(i,j,k,l為單元節(jié)點編號)，并導(dǎo)出帶有坐標(biāo)的節(jié)點編號文件。文件格式如表1所示：表1節(jié)點對應(yīng)坐標(biāo)值節(jié)點編號XYZixiyizijxjyjzjkxkykzklxlylzl步驟2：為有限元模型施加氣動載荷，并獲取氣動載荷信息，根據(jù)氣動載荷信息通過插值法將將氣動載荷信息插值至所述節(jié)點信息中，從而得到節(jié)點載荷信息，節(jié)點載荷信息包括各個節(jié)點以及各個節(jié)點所對應(yīng)的氣動載荷值，具體地，氣動載荷坐標(biāo)點坐標(biāo)及載荷值如表2所示。將氣動載荷坐標(biāo)點作為被插值點，將導(dǎo)出的單元節(jié)點作為插值點。在MATLAB中編寫M文件，調(diào)用TriScatteredInterp函數(shù)，選用最近鄰插值法，插值得到與單元節(jié)點對應(yīng)的氣動載荷值。插值原理如圖2所示，即尋找與單元節(jié)點最近的氣動載荷坐標(biāo)點，并將此坐標(biāo)點壓力值作為該節(jié)點的壓力值。插值完成后單元節(jié)點對應(yīng)的載荷值如表3所示表2氣動載荷坐標(biāo)點及載荷值表3單元節(jié)點對應(yīng)的載荷值并利用ANSYS中l(wèi)istelements功能導(dǎo)出單元對應(yīng)的節(jié)點載荷信息文件件。如表4所示表4單元對應(yīng)的節(jié)點編號步驟3：將步驟1中的單元信息中的各個單元的節(jié)點編號替換成步驟2中的節(jié)點載荷信息中的各個節(jié)點所對應(yīng)的氣動載荷值，從而獲得氣動載荷信息，并以文件形式輸出，從而形成氣動載荷信息文件。如表5所示。表5單元對應(yīng)的節(jié)點氣動載荷為該氣動載荷信息文件加入命令流，在本實施例中，由于采用ANSYS軟件進(jìn)行，因此，相應(yīng)地采用的命令流為：在氣動載荷信息文件相應(yīng)的列增加“SFE”，“PRES”和“,”。輸出ANSYS可讀入的施加單元壓強(qiáng)的命令流文件：SFE,ex,,PRES,,Pr,Pm,Pn,Pr。將加有命令流的文件帶入有限元模型即可。在本發(fā)明所提供的實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的相關(guān)裝置和方法，可以通過其他的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置僅僅是示意性的，例如，所述模塊和單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信臨街，可以是電性、機(jī)械或其他的形式。所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。另外，在本發(fā)明的實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實現(xiàn)。所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使計算機(jī)處理器執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括U盤、移動硬盤、只讀存儲器、隨機(jī)存取存儲器、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。最后需要指出的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制。盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3