一种飞机高速颤振模型工字形空心梁截面尺寸的确定方法

标题：一种飞机高速颤振模型工字形空心梁截面尺寸的确定方法

摘要：本发明属于结构力学领域，涉及一种飞机高速颤振模型工字形空心梁截面尺寸的确定方法。其特征在于，确定带四个耳片薄壁矩形空心梁截面尺寸的步骤如下：计算薄壁矩形空心梁在具有预定数值的垂直向惯性矩Ix和极惯性矩J以及壁厚为t的矩形等效宽度a1和等效高度b1；对预定的极惯性矩J进行调整；计算等效宽度a2和等效高度b2；以b2为b3的最大值范围，迭代得到符合截面特性控制方程的截面尺寸a3，b3和L3。本发明提高了模型截面设计的精度，减少了模型设计的不确定性，缩短了确定截面尺寸的时间，提高了颤振模型的设计效率，并且由于耳片处于矩形的四个角点，降低了截面的总高度，在一定程度上满足了尺寸限制要求。

申请号：CN201210146167.X

申请日：2012/5/11

申请人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所

首项权利要求：1.一种飞机高速颤振模型工字形空心梁截面尺寸的确定方法，在保证工字形薄壁空心梁具有预定数值的垂直向惯性矩Ix、侧向惯性矩Iy和极惯性矩J以及工字形薄壁空心梁壁厚为t以及耳片厚度为tr的情况下，确定其矩形的等效宽度a3、等效高度b3和空心梁截面总宽L3；这里规定所有的长度单位为mm，其特征在于，确定薄壁矩形空心梁截面尺寸的步骤如下：
1.1、令tr＝nrt；
1.2、计算薄壁矩形空心梁在具有预定数值的垂直向惯性矩Ix和极惯性矩J以及矩形薄壁空心梁壁厚为t1以及耳片厚度为tr时的矩形等效宽度a1和等效高度b1：
1.2.1、根据下式计算第一中间变量p和第二中间变量q：
1.2.2、根据下式计算第三中间变量s：
1.2.3、计算等效宽度a1和等效高度b1：
1.3、对预定的极惯性矩J进行调整：根据下式计算出极惯性矩J调整后的值J1：
J1＝J[1-tr/(2b1)]……………………………[4]
1.4、计算等效宽度a2和等效高度b2：将公式[1]中的J换成J1，然后按照步骤1.2所述的方法计算出等效宽度a2和等效高度b2；
1.5、迭代计算截面特性控制方程并得到截面尺寸：
1.5.1、令b3k＝b2-0.1k，变量k＝1, 2, 3, …, int(10b2)，其中int()为取整函数；
1.5.2、根据b3k计算a3k：
1.5.3、根据a3k和b3k计算L3k：
1.5.4、根据a3k，b3k和L3k计算fk：
1.5.5、根据fk计算误差值errk：
1.5.6、获取截面尺寸：
找出误差值errk最小情况对应的a3k和b3k计算L3k，即为最终截面尺寸a3和b3计算L3。

专利类型：发明申请