【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于飞机结构强度设计领域，尤其涉及一种飞机受油装置加载角度的计算方法。
技术介绍
1、空中受油技术是满足现代飞机大作战半径、长留空时间要求的关键技术之一。飞机的受油装置含有受油探杆、前对接法兰、前支座、后对接法兰和底板，已知所有连接螺栓的直径及材料，其中受油探杆和前对接法兰通过螺栓连接，后对接法兰与受油探杆存在夹角，后对接法兰与底板通过螺栓连接，前对接法兰与前支座通过接触传载，前支座和底板通过螺栓与机体连接，受油探杆承受受油载荷，载荷通过前支座和底板扩散至机体结构，受油装置载荷为径向载荷。根据标准要求，在规定的燃油输送包线内对接和整个空中加油包线范围内脱开时，受油装置应能承受径向载荷。对于受油装置的径向载荷，由于飞机受油装置后对接法兰的不完全对成性，径向载荷方向不同时，对应的后对接法兰与底板连接螺栓计算结果也不一样。
2、目前我国在开展受油装置后对接法兰与底板连接螺栓严重工况筛选时，通常是将径向一周360度，每45度作为一个计算工况，该方法可以将无数种径向载荷工况离散化，转化为有限的设计工况，但与之对应的，每45度作为一个计算工况，可能存在计算工况较实际严重工况有遗漏的风险，引发飞机的飞行安全，因此，需要建立一种计算方法，较为精准的挑选出受油装置严重工况的加载角度，解决飞机受油装置强度设计时载荷筛选误差较大的问题。
3、对受油装置后对接法兰与底板连接螺栓而言，其加载角度是否为最严重设计工况，直接关系着飞机的飞行安全，因此需要建立并提出一种简便的计算方法，方便、快速、准确地进行受油装置严重工况的加
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种飞机受油装置加载角度的计算方法。基于有限元分析方法进行静强度计算，可以方便、快捷、准确的计算严重工况下飞机受油装置的加载角度。
2、本专利技术一种飞机受油装置加载角度的计算方法，主要包括以下步骤:
3、一种飞机受油装置加载角度的计算方法,所述的受油装置含有受油探杆、前对接法兰、前支座、后对接法兰和底板，已知所有连接螺栓的直径及材料，其中受油探杆和前对接法兰通过螺栓连接，后对接法兰与底板通过螺栓连接，后对接法兰与受油探杆轴线存在夹角，前对接法兰与前支座通过接触传载，前支座和底板通过螺栓与机体连接，受油探杆承受受油载荷，载荷通过前支座和底板扩散至机体结构，受油装置载荷为径向载荷，载荷作用于受油探杆前端形心，已知径向载荷大小，载荷角度为径向任意方向；其特征在于包含以下内容：由于后对接法兰与受油探杆轴线存在夹角，径向载荷的加载方向对后对接法兰与底板之间连接螺栓的计算载荷有影响，因此将后对接法兰连接螺栓的最小安全余量对应工况的径向角度确定为飞机受油装置严重工况的加载角度，计算方法如下：1)根据受油装置的设计数模，建立受油装置的有限元分析模型，在有限元分析模型中，将受油探杆、前对接法兰、后对接法兰、前支座和底板均简化为板壳单元，将连接螺栓简化为bush单元；2)将受油装置前支座及底板与机体连接位置简支约束，作为有限元分析模型的边界条件；3)已知全机总体坐标系方向为左上后，以全机总体坐标系x轴方向为径向载荷的0°方向，以30°为步长，每30°为一个径向载荷工况，共12个径向载荷情况，作为有限元分析的径向载荷工况；4)根据边界条件和径向载荷工况，求解出每一个径向载荷工况下每个后对接法兰与底板连接螺栓的螺栓载荷；5)根据螺栓载荷、螺栓材料、螺栓直径，再根据每个后对接法兰与底板连接螺栓的螺栓载荷，求解出每个螺栓的最小安全余量及对应的加载角度；6)以最小安全余量对应加载角度为基准，以±30°为区间，以5°为步长，每5°作为一个径向载荷工况，共12个径向载荷情况；7)再次根据边界条件和新的径向载荷工况，求解出每一个径向载荷工况下每个后对接法兰与底板连接螺栓的螺栓载荷；8)根据螺栓载荷、螺栓材料、螺栓直径，再根据每个后对接法兰与底板连接螺栓的螺栓载荷，求解出螺栓的最小安全余量，最小安全余量对应工况的径向角度即为飞机受油装置严重工况的加载角度。
4、所述的飞机受油装置加载角度的计算方法，其特征在于，在步骤1)中，将连接螺栓简化为bush单元时，bush单元仅给出一个方向的轴向刚度和两个方向的剪切刚度。
5、所述的飞机受油装置加载角度的计算方法，其特征在于，步骤5)中，由于后对接法兰与受油探杆存在夹角，加载角度仅对后对接法兰与底板连接螺栓受载有影响，因此以后对接法兰与底板螺栓的受载判定严重工况及对应的加载角度。
6、本申请的有益效果在于：
7、1)本申请提供的方法能准确、快速计算飞机受油装置严重工况下的加载角度，将径向载荷作用方向进行了高效离散化；
8、2)其二是以分步实施的方式，第一步以30°为加载步长，挑选出初步加载角度，第二步以5°为步长，挑选出严重工况下对应的加载角度，提高了计算效率和计算精度；
9、3)本专利技术提供的方法操作简单，实现了计算方法与流程的标准化，避免了不同研发人员计算时出现的结果误差较大，为相似设计问题提供了一种标准化的计算方法。
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1.一种飞机受油装置加载角度的计算方法,所述的受油装置含有受油探杆、前对接法兰、前支座、后对接法兰和底板，已知所有连接螺栓的直径及材料，其中受油探杆和前对接法兰通过螺栓连接，后对接法兰与底板通过螺栓连接，后对接法兰与受油探杆轴线存在夹角，前对接法兰与前支座通过接触传载，前支座和底板通过螺栓与机体连接，受油探杆承受受油载荷，载荷通过前支座和底板扩散至机体结构，受油装置载荷为径向载荷，载荷作用于受油探杆前端形心，已知径向载荷大小，载荷角度为径向任意方向；其特征在于包含以下内容：由于后对接法兰与受油探杆轴线存在夹角，径向载荷的加载方向对后对接法兰与底板之间连接螺栓的计算载荷有影响，因此将后对接法兰连接螺栓的最小安全余量对应工况的径向角度确定为飞机受油装置严重工况的加载角度，计算方法如下：1)根据受油装置的设计数模，建立受油装置的有限元分析模型，在有限元分析模型中，将受油探杆、前对接法兰、后对接法兰、前支座和底板均简化为板壳单元，将连接螺栓简化为BUSH单元；2)将受油装置前支座及底板与机体连接位置简支约束，作为有限元分析模型的边界条件；3)已知全机总体坐标系方向为左上后，以全机总体坐标
2.如权利要求1所述的飞机受油装置加载角度的计算方法，其特征在于，在步骤1)中，将连接螺栓简化为BUSH单元时，BUSH单元仅给出一个方向的轴向刚度和两个方向的剪切刚度。
3.如权利要求1所述的飞机受油装置加载角度的计算方法，其特征在于，步骤5)中，由于后对接法兰与受油探杆存在夹角，加载角度仅对后对接法兰与底板连接螺栓受载有影响，因此以后对接法兰与底板螺栓的受载判定严重工况及对应的加载角度。
...【技术特征摘要】
1.一种飞机受油装置加载角度的计算方法,所述的受油装置含有受油探杆、前对接法兰、前支座、后对接法兰和底板，已知所有连接螺栓的直径及材料，其中受油探杆和前对接法兰通过螺栓连接，后对接法兰与底板通过螺栓连接，后对接法兰与受油探杆轴线存在夹角，前对接法兰与前支座通过接触传载，前支座和底板通过螺栓与机体连接，受油探杆承受受油载荷，载荷通过前支座和底板扩散至机体结构，受油装置载荷为径向载荷，载荷作用于受油探杆前端形心，已知径向载荷大小，载荷角度为径向任意方向；其特征在于包含以下内容：由于后对接法兰与受油探杆轴线存在夹角，径向载荷的加载方向对后对接法兰与底板之间连接螺栓的计算载荷有影响，因此将后对接法兰连接螺栓的最小安全余量对应工况的径向角度确定为飞机受油装置严重工况的加载角度，计算方法如下：1)根据受油装置的设计数模，建立受油装置的有限元分析模型，在有限元分析模型中，将受油探杆、前对接法兰、后对接法兰、前支座和底板均简化为板壳单元，将连接螺栓简化为bush单元；2)将受油装置前支座及底板与机体连接位置简支约束，作为有限元分析模型的边界条件；3)已知全机总体坐标系方向为左上后，以全机总体坐标系x轴方向为径向载荷的0°方向，以30°为步长，每30°为一个径向载荷工况，共...
【专利技术属性】
技术研发人员：苗志桃，王景博，吕天宁，秦建兵，池福俭，
申请(专利权)人：中航西安飞机工业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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