【技术实现步骤摘要】
本申请属于飞行器机身设计领域，特别涉及一种混合型机身开口结构扭转载荷下的应力计算方法。
技术介绍
1、飞机机身结构开口后，其传扭特性发生了改变，闭剖面结构依靠封闭剪流平衡扭矩，而开口结构主要依靠参差弯曲传递扭转，二者有本质差别。
2、现有技术中对于矩形剖面的机身开口结构以及圆形剖面的机身开口结构具有相关的载荷以及变形分析方法，而对于具有圆形以及矩形剖面的混合型机身开口结构并无相关的应力分析方法。而应力分析是机身结构参数确定的前提和基础。
3、因此，希望有一种面向混合型机身开口结构扭转载荷下的应力计算方法，以便对混合型机身开口结构进行应力分析。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供了一种混合型机身开口结构扭转载荷下的应力计算方法，以解决或减轻
技术介绍
中的至少一个问题。
2、本申请的技术方案是：一种混合型机身开口结构扭转载荷下的应力计算方法，包括：
3、建立由圆弧与矩形构成的混合型机身开口结构的扭转剖面模型，根据所述扭转剖面模型确定尺寸参数，并获取所述尺寸参数；
4、构建混合型机身开口结构的极点位置表达式，确定所述极点位置；
5、构建上壁板、左壁板、右壁板上任意点的扇形面积表达式及上壁板、左壁板、右壁板的扇形惯性矩表达式，根据上壁板、左壁板、右壁板的扇形惯性矩表达式确定混合型机身开口结构总的扇形惯性矩；
6、构建上壁板、左壁板和右壁板上任意点的扇形静矩表达式；
7、构建扭矩载荷在混合型机身开
8、在本申请优选实施方式中，在所述扭转剖面模型中，其坐标系定义如下：x轴沿着开口结构的长度方向，z轴在剖面对称面内垂直x轴向上为正，y轴符合右手坐标系，坐标原点位于加载端；
9、所述尺寸参数包括：
10、上壁圆形机身的半径r；
11、上壁板圆形壁板的起始角度α；
12、开口区长度l；
13、矩形开口剖面壁厚δ；
14、外部扭矩载荷mt；
15、矩形侧壁板的高度h；
16、上壁板圆形壁板任意一点对应的角度θ。
17、在本申请优选实施方式中，所述极点位置m表达式为：
18、
19、在本申请优选实施方式中，所述上壁板上任意点的扇形面积表达式为：
20、
21、所述左壁板上任意点的扇形面积表达式为：
22、
23、所述右壁板上任意点的扇形面积表达式为：
24、
25、所述上壁板的扇形惯性矩表达式为：
26、
27、所述左壁板和右壁板的扇形惯性矩表达式为：
28、
29、所述混合型机身开口结构总的扇形惯性矩iw表达式为：
30、
31、在本申请优选实施方式中，所述左壁板上任意点的扇形静矩swl表达式为：
32、
33、所述上壁板弧段上任意点的扇形静矩sw-up表达式为：
34、
35、所述右壁板上任意点的扇形静矩swr与左壁板上任意点的扇形静矩swl相等。
36、在本申请优选实施方式中，所述剪应力τw表达式为：
37、
38、式中，为所求点的扇形静矩；
39、正应力σw表达式为：
40、
41、式中，aw为所求点的扇形面积，x为所求点位置。
42、本申请提供的应力计算方法对飞机具有圆形以及矩形剖面的混合型特性开口结构进行了扭转载荷下的理论分析，得到了混合型开口结构在扭转载荷下应力计算的工程算法，对于确定混合型大开口机身结构应力分布以及参数设计设计具有重要的指导意义。本申请不需要借助有限元软件即可实现混合型开口结构应力计算，在飞机设计初期可加快飞机设计进程，提高计算效率。
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1.一种混合型机身开口结构扭转载荷下的应力计算方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的混合型机身开口结构扭转载荷下的应力计算方法，其特征在于，在所述扭转剖面模型中，其坐标系定义如下：x轴沿着开口结构的长度方向，z轴在剖面对称面内垂直x轴向上为正，y轴符合右手坐标系，坐标原点位于加载端；
3.如权利要求2所述的混合型机身开口结构扭转载荷下的应力计算方法，其特征在于，所述极点位置m表达式为：
4.如权利要求3所述的混合型机身开口结构扭转载荷下的应力计算方法，其特征在于，所述上壁板上任意点的扇形面积表达式为：
5.如权利要求4所述的混合型机身开口结构扭转载荷下的应力计算方法，其特征在于，所述左壁板上任意点的扇形静矩SwL表达式为：
6.如权利要求5所述的混合型机身开口结构扭转载荷下的应力计算方法，其特征在于，所述剪应力τw表达式为：
【技术特征摘要】
1.一种混合型机身开口结构扭转载荷下的应力计算方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的混合型机身开口结构扭转载荷下的应力计算方法，其特征在于，在所述扭转剖面模型中，其坐标系定义如下：x轴沿着开口结构的长度方向，z轴在剖面对称面内垂直x轴向上为正，y轴符合右手坐标系，坐标原点位于加载端；
3.如权利要求2所述的混合型机身开口结构扭转载荷下的应力计算方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏雁飞，刘力帆，赵占文，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：
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