一种水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法技术

本发明专利技术涉及一种水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，步骤1，引入典型的水陆两栖飞机机身截面参数：机身半宽D、机身上半弧线高度N、机身下半段弧线半径R、机身船底半宽B；步骤2，通过引入二次曲线来描述机身上半弧线，引入弧线方程来描述机身下半段弧线、船底弧线；步骤3，将机身蒙皮简化为沿高度方向、机身纵向的质量微元，计算每个质量微元的质量特性；步骤4，通过积分计算每个网格或者分段的蒙皮质量特性得到整个机身的蒙皮质量分布；步骤5，将以上计算方法编写成计算程序，输入数据文件蒙皮密度、截面参数就可以快速计算机身蒙皮的质量分布。本发明专利技术解决了飞机设计方案阶段水陆两栖飞机机身质量分布计算难度大、参数选取困难的问题。

A method for calculating the skin mass distribution of amphibious aircraft fuselage

The invention relates to a method of calculation, amphibious aircraft fuselage skin mass distribution in step 1, the introduction of a typical amphibious aircraft fuselage section parameters: fuselage half width D, height N, body half arc under the fuselage half arc radius R, the fuselage bottom half width B; step 2, to describe the body through the semi arc the introduction of the two curves, introducing arc equation to describe the body half arc, arc bottom; step 3, the fuselage skin is simplified to the fuselage along the height direction, the quality of infinitesimal longitudinal, mass property calculation of each quality element; step 4, skin skin quality characteristics of mass distribution of each grid are computed by integral or section to get the whole body; step 5, the above calculation method to compile the calculation program, the input data file covering density and the section parameters can be fast computer body skin quality Quantity distribution. The invention solves the problem that the quality distribution of the amphibious aircraft's fuselage is difficult to be calculated and the parameter is difficult to select in the phase of the aircraft design.

【技术实现步骤摘要】
一种水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法
本专利技术涉及一种水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，通过将该方法提取截面参数，编制程序，输入数据文件，就可以快速准确地进行水陆两栖飞机机身蒙皮的质量分布计算。
技术介绍
陆基飞机的机身蒙皮界面多半类似圆形或者椭圆形，机身蒙皮纵向为筒状，形状较为规则，质量分布计算建模相对容易，截面参数选取也相对简单。水陆两栖飞机机身蒙皮上半部分是类似于陆基飞机的类半圆筒结构，可以参考陆基飞机机身蒙皮的建模方法计算；下半部是船体结构，形状复杂，难以参考陆基飞机的建模计算方式。
技术实现思路
本专利技术提供一种新型的水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，克服水陆两栖飞机机身蒙皮形状复杂，质量分布计算繁琐等困难。其通过提取截面参数，引入曲线方程，编写计算机程序，输入数据文件，就可以快速准确地进行水陆两栖飞机机身蒙皮船体的质量分布计算。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法。该方法包括以下步骤：第一，如附图所示，本专利技术引入典型的水陆两栖飞机机身截面参数：机身半宽D、机身上半弧线高度N、机身下半段弧线半径R、机身船底半宽B、机身下半段弧线纵向投影高度H、机身下半段高度h、机身船底弧线半径R1、机身船底内倾角β内、机身船底外倾角β外。第二，通过引入二次曲线来描述机身上半弧线，引入弧线方程来描述机身下半段弧线、船底弧线，引入直线方程描述机身船底斜线。第三，将机身蒙皮简化为沿高度方向、机身纵向的质量微元，计算每个质量微元的质量特性。第四，通过积分计算每个网格或者分段的蒙皮质量特性得到整个机身的蒙皮质量分布。第五，将以上计算方法编写成计算程序，输入数据文件蒙皮密度、截面参数就可以快速计算机身蒙皮的质量分布。具体步骤如下：一种水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，具体步骤如下：步骤1，引入典型的水陆两栖飞机机身截面参数：机身半宽D、机身上半弧线高度N、机身下半段弧线半径R、机身船底半宽B、机身下半段弧线纵向投影高度H、机身下半段高度h、机身船底弧线半径R1、机身船底内倾角β内、机身船底外倾角β外；步骤2，通过引入二次曲线来描述机身上半弧线，引入弧线方程来描述机身下半段弧线、船底弧线，引入直线方程描述机身船底斜线；步骤3，将机身蒙皮简化为沿高度方向、机身纵向的质量微元，计算每个质量微元的质量特性；步骤4，通过积分计算每个网格或者分段的蒙皮质量特性得到整个机身的蒙皮质量分布；步骤5，将以上计算方法编写成计算程序，输入数据文件蒙皮密度、截面参数就可以快速计算机身蒙皮的质量分布。步骤2中引入二次曲线方程、机身半宽D、机身上半弧线高度N，来对水陆两栖飞机机身横截面的上半弧段进行计算。步骤2中，引入圆弧方程、机身半宽D、机身下半段弧线半径R、机身船底半宽B、机身下半段弧线纵向投影高度H，对水陆两栖飞机机身横截面下半弧段进行计算。步骤2中，引入圆弧方程、机身船底弧线半径R1、机身船底半宽B、机身下半段弧线纵向投影高度H、机身船底外倾角β外对水陆两栖飞机机身船底横截面弧段进行计算。步骤2中，引入直线方程、机身船底内倾角β内、机身下半段高度h，对水陆两栖飞机机身船底横截面的斜线段进行计算。步骤3中，通过以上引入的截面参数、曲线方程,在机身纵向、高度方向将机身蒙皮简化为很小的质量微元，分别计算每个质量微元的质量特性。步骤4中，将上述质量微元进行积分计算每个网格或者分段的蒙皮质量特性得到整个机身的蒙皮质量分布。本专利技术机身蒙皮质量分布计算方法：相对于现有的技术，本专利技术的有益效果在于：通过将机身蒙皮零件模型进行简化，提取机身蒙皮各段特征截面，根据截面参数，采取分段曲线建模对截面进行质量分布计算。各段截面间采用有限元、积分进行质量分布计算。计算精度高，只需要机身的外形参数、蒙皮密度，不需要建立细致的三维模型，解决了飞机设计方案阶段水陆两栖飞机机身质量分布计算难度大的问题。附图说明图1是本专利技术提供一种新型的水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法所引进的水陆两栖飞机机身典型的横截面参数示意图。图中D为机身半宽、N为机身上半弧线高度、R为机身下半段弧线半径、B为机身船底半宽、H为机身下半段弧线纵向投影高度、h为机身下半段高度、R1为机身船底弧线半径、β内为机身船底内倾角、β外为机身船底外倾角。具体实施方式下面结合图1来进一步说明本专利技术水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法的具体实施方式如下。第一，引入机身截面参数：机身半宽D、机身上半弧线高度N、机身下半段弧线半径R、机身船底半宽B、机身下半段弧线纵向投影高度H、机身下半段高度h、机身船底弧线半径R1、机身船底内倾角β内、机身船底外倾角β外；第二，分段引入曲线方程来描述机身蒙皮截面特征。通过二次曲线方程曲线方程描述机身上半段弧线。通过圆的方程(x-a)2+(y-b)2＝R2描述机身下半段弧线，其中a、b为圆心坐标，可通过代入H、B、D参数获得。通过圆的方程(x-a1)2+(y-b1)2＝R12来描述船底截面弧线，其中a1，b1为圆心坐标，可通过代入B、H以及倾角为β内的直线方程求得。船底截面斜线可通过直线方程y＝xtanβ内-h来描述。机身截面的另外一半曲线可通过上述分段曲线方程利用对称性获得。第三，微元化，通过将蒙皮简化为很小的质量元，分别计算每个质量微元的质量特性。对机身蒙皮沿着高度方向和机身长度方向进行微元化，微元得边长为其中K1，K2为整数使得dy，dy的均小于0.005m。根据蒙皮的密度、以及微元点在界面的位置关系，计算微元的质量特性。第四，积分计算蒙面的质量分布，通过质量特性的叠加原理，根据网格或者质量分布分割面要求，将网格内或分段内的质量微元进行积分计算，得到蒙皮的质量分布数据。第五，将以上计算过程编写成计算程序，输入数据文件蒙皮密度、截面参数就可以快速计算机身蒙皮的质量分布。以上所揭露的仅为本专利技术的优选实例而已，当然不能以此来限定本专利技术之权利范围，以此依据本专利技术申请专利范围所做的等同变化，仍属于本专利技术所涵盖的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1，引入典型的水陆两栖飞机机身截面参数：机身半宽D、机身上半弧线高度N、机身下半段弧线半径R、机身船底半宽B、机身下半段弧线纵向投影高度H、机身下半段高度h、机身船底弧线半径R1、机身船底内倾角β内、机身船底外倾角β外；步骤2，通过引入二次曲线来描述机身上半弧线，引入弧线方程来描述机身下半段弧线、船底弧线，引入直线方程描述机身船底斜线；步骤3，将机身蒙皮简化为沿高度方向、机身纵向的质量微元，计算每个质量微元的质量特性；步骤4，通过积分计算每个网格或者分段的蒙皮质量特性得到整个机身的蒙皮质量分布；步骤5，将以上计算方法编写成计算程序，输入数据文件蒙皮密度、截面参数就可以快速计算机身蒙皮的质量分布。

【技术特征摘要】
1.一种水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1，引入典型的水陆两栖飞机机身截面参数：机身半宽D、机身上半弧线高度N、机身下半段弧线半径R、机身船底半宽B、机身下半段弧线纵向投影高度H、机身下半段高度h、机身船底弧线半径R1、机身船底内倾角β内、机身船底外倾角β外；步骤2，通过引入二次曲线来描述机身上半弧线，引入弧线方程来描述机身下半段弧线、船底弧线，引入直线方程描述机身船底斜线；步骤3，将机身蒙皮简化为沿高度方向、机身纵向的质量微元，计算每个质量微元的质量特性；步骤4，通过积分计算每个网格或者分段的蒙皮质量特性得到整个机身的蒙皮质量分布；步骤5，将以上计算方法编写成计算程序，输入数据文件蒙皮密度、截面参数就可以快速计算机身蒙皮的质量分布。2.根据权利要求1所述的水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，其特征在于：步骤2中引入二次曲线方程、机身半宽D、机身上半弧线高度N，来对水陆两栖飞机机身横截面的上半弧段进行计算。3.根据权利要求1所述的水陆两栖飞机机身蒙皮质量分布计算方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：林文杰，李苏渊，戴诗龙，周承前，夏明广，陈元，
申请(专利权)人：中航通飞研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44