本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)仿真，尤其涉及一種復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法。

背景技術(shù)：

1、目前無人機(jī)頭罩、天線罩、進(jìn)氣道等結(jié)構(gòu)，在滿足載荷設(shè)備維形需求的同時(shí)，又需要使飛機(jī)能獲得更好的氣動(dòng)性能，通常采用復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)。復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)在空中氣動(dòng)載荷的作用下，氣動(dòng)力分布不均勻的特點(diǎn)極其顯著。

2、由于復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)在空中氣動(dòng)載荷作用下氣動(dòng)力分布不均勻，對(duì)其進(jìn)行靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，若按照常規(guī)載荷加載形式(即按照集中力形式)加載，無法準(zhǔn)確的反應(yīng)結(jié)構(gòu)的真實(shí)受載情況。同時(shí)存在對(duì)于氣動(dòng)專業(yè)輸入的氣動(dòng)分布載荷數(shù)據(jù)，有限元軟件無法識(shí)別，無法進(jìn)行受載情況模擬的現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。

2、本發(fā)明提供了一種復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法，該復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法包括：建立復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的幾何模型；根據(jù)幾何模型建立復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的有限元模型；采用fortran語言對(duì)原始?xì)鈩?dòng)離散數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以獲取有限元軟件可識(shí)別的氣動(dòng)離散數(shù)據(jù)，建立載荷域；將有限元模型與處理后的氣動(dòng)離散數(shù)據(jù)進(jìn)行耦合形成帶有氣動(dòng)離散載荷數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)有限元模型，基于帶有氣動(dòng)離散載荷數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)有限元模型進(jìn)行仿真分析獲取復(fù)雜曲面靜強(qiáng)度及穩(wěn)定性結(jié)果；其中，采用fortran語言對(duì)原始?xì)鈩?dòng)離散數(shù)據(jù)進(jìn)行處理具體包括：

3、(1)處理原始?xì)鈩?dòng)離散數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)獲取nodes文件；

4、(2)處理單元數(shù)據(jù)獲取elements文件；

5、(3)根據(jù)nodes文件和elements文件獲取bdf文件；

6、(4)處理壓力數(shù)據(jù)獲取field文件；

7、將有限元模型與處理后的氣動(dòng)離散數(shù)據(jù)進(jìn)行耦合具體包括：

8、(1)將bdf文件和field文件導(dǎo)入patran中；

9、(2)將field文件中的數(shù)據(jù)形成壓強(qiáng)load加載到bdf文件中的氣動(dòng)網(wǎng)格上；

10、(3)將氣動(dòng)網(wǎng)格上基于節(jié)點(diǎn)的離散載荷數(shù)據(jù)形成基于復(fù)雜曲面的連續(xù)的載荷數(shù)據(jù)；

11、(4)將有限元模型導(dǎo)入patran中；

12、(5)將基于復(fù)雜曲面的連續(xù)的載荷數(shù)據(jù)插值到有限元模型中，實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)有限元模型的耦合。

13、進(jìn)一步地，復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的有限元模型采用殼單元模擬。

14、進(jìn)一步地，運(yùn)行fortran節(jié)點(diǎn)處理程序，自動(dòng)為節(jié)點(diǎn)編號(hào)并與x坐標(biāo)、y坐標(biāo)和z坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng)，形成有限元前處理軟件patran可識(shí)別的nodes文件。

15、進(jìn)一步地，運(yùn)行fortran單元處理程序，從原始?xì)鈩?dòng)離散數(shù)據(jù)文件中自動(dòng)提取單元構(gòu)成的數(shù)據(jù)，形成patran可識(shí)別的elements文件。

16、進(jìn)一步地，將nodes文件和elements文件中的數(shù)據(jù)整合至一個(gè)bdf文件中，形成patran可識(shí)別的氣動(dòng)模型有限元網(wǎng)格數(shù)據(jù)。

17、進(jìn)一步地，運(yùn)行fortran壓力數(shù)據(jù)處理程序，將壓力數(shù)據(jù)與節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，形成后綴為csvl的field文件。

18、進(jìn)一步地，利用patran中fields命令，導(dǎo)入field文件。

19、進(jìn)一步地，利用patran中pressure命令，將field文件中的數(shù)據(jù)形成壓強(qiáng)load加載到bdf文件中的氣動(dòng)網(wǎng)格上。

20、進(jìn)一步地，利用patran中field命令，將氣動(dòng)網(wǎng)格上基于節(jié)點(diǎn)的離散載荷數(shù)據(jù)形成基于復(fù)雜曲面的連續(xù)的載荷數(shù)據(jù)。

21、進(jìn)一步地，在patran中新建group，將有限元模型導(dǎo)入新建的group中。

22、進(jìn)一步地，利用patran中pressure命令，將基于復(fù)雜曲面的連續(xù)的載荷數(shù)據(jù)插值到有限元模型中。

23、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，提供了一種復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法，該復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法通過采用fortran語言處理氣動(dòng)離散數(shù)據(jù)，使其成功被有限元軟件識(shí)別，將離散的氣動(dòng)數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu)有限元模型耦合，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜曲面的分布?xì)鈩?dòng)力加載。本發(fā)明的分布?xì)鈩?dòng)力加載方法能夠真實(shí)準(zhǔn)確的模擬復(fù)雜曲面實(shí)際受載情況，提供可靠的復(fù)雜曲面靜強(qiáng)度及穩(wěn)定性分析結(jié)果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案能夠解決現(xiàn)有技術(shù)無法對(duì)復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的真實(shí)受載情況進(jìn)行模擬的技術(shù)問題。

技術(shù)特征：

1.一種復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法，其特征在于，所述復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法，其特征在于，所述復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的有限元模型采用殼單元模擬。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法，其特征在于，運(yùn)行fortran節(jié)點(diǎn)處理程序，自動(dòng)為節(jié)點(diǎn)編號(hào)并與x坐標(biāo)、y坐標(biāo)和z坐標(biāo)一一對(duì)應(yīng)，形成有限元前處理軟件patran可識(shí)別的nodes文件。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法，其特征在于，運(yùn)行fortran單元處理程序，從原始?xì)鈩?dòng)離散數(shù)據(jù)文件中自動(dòng)提取單元構(gòu)成的數(shù)據(jù)，形成patran可識(shí)別的elements文件。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法，其特征在于，將nodes文件和elements文件中的數(shù)據(jù)整合至一個(gè)bdf文件中，形成patran可識(shí)別的氣動(dòng)模型有限元網(wǎng)格數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法，其特征在于，運(yùn)行fortran壓力數(shù)據(jù)處理程序，將壓力數(shù)據(jù)與節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，形成后綴為csvl的field文件。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法，其特征在于，利用patran中fields命令，導(dǎo)入field文件。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法，其特征在于，利用patran中pressure命令，將field文件中的數(shù)據(jù)形成壓強(qiáng)load加載到bdf文件中的氣動(dòng)網(wǎng)格上。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法，其特征在于，利用patran中field命令，將氣動(dòng)網(wǎng)格上基于節(jié)點(diǎn)的離散載荷數(shù)據(jù)形成基于復(fù)雜曲面的連續(xù)的載荷數(shù)據(jù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法，其特征在于，在patran中新建group，將有限元模型導(dǎo)入新建的group中。

11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法，其特征在于，利用patran中pressure命令，將基于復(fù)雜曲面的連續(xù)的載荷數(shù)據(jù)插值到有限元模型中。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法，該復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)分布?xì)鈩?dòng)力加載方法包括：建立復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的幾何模型；根據(jù)幾何模型建立復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的有限元模型；采用Fortran語言對(duì)原始?xì)鈩?dòng)離散數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以獲取有限元軟件可識(shí)別的氣動(dòng)離散數(shù)據(jù)，建立載荷域；將有限元模型與處理后的氣動(dòng)離散數(shù)據(jù)進(jìn)行耦合形成帶有氣動(dòng)離散載荷數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)有限元模型，基于帶有氣動(dòng)離散載荷數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)有限元模型進(jìn)行仿真分析獲取復(fù)雜曲面靜強(qiáng)度及穩(wěn)定性結(jié)果。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)無法對(duì)復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的真實(shí)受載情況進(jìn)行模擬的技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：王亞茹,羅怡,于佰明,楊發(fā)友,石曉飛,許翰文,田雪,楊鵬,周永康,史振興
受保護(hù)的技術(shù)使用者：海鷹航空通用裝備有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26