【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及飞机结构强度计算，具体涉及一种水上飞机前起舱门的着水强度验证方法。
技术介绍
1、传统飞机的前起舱门主要用于保护起落架、保持飞机的气动外形，能够正常开启和关闭，且主要承受飞行载荷作用。
2、大型水上飞机需要在水面降落，其前起舱门在着水时会承受很大的水载荷，然而对于这种受载严重的前起舱门结构，目前市面上均没有给出可供参考的强度验证方法，因此难以对其进行尺寸定义和优化。
技术实现思路
1、为了解决传统飞机前起舱门缺乏强度验证存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种水上飞机前起舱门的着水强度验证方法，用于验证水上飞机前起舱门在着水过程中的强度与性能，从而达到指导前起舱门结构的尺寸定义和优化的目的。
2、本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
3、一种水上飞机前起舱门的着水强度验证方法，用于水上飞机前起舱门结构着水情况分析，该方法包括以下步骤：
4、将舱门着水时产生的分布载荷处理至主承力结构横梁处，转化为集中载荷，作为前起舱门的结构细节有限元模型的载荷输入；
5、建立前起舱门的结构细节有限元模型，进行前起舱门的着水强度计算；
6、按照设计工况载荷和试验工况载荷分别对细节有限模型进行加载，对分载荷输入处理的有效性进行评估；
7、根据试验载荷计算结果，进行舱门本体结构及其与机身连接部位进行强度计算，对后续试验进行风险评估；
8、通过在全机自然网格模型中施加舱门铰链接头载荷和全机配平
9、根据本专利技术提供的一种水上飞机前起舱门的着水强度验证方法，还执行：
10、对得到的着水强度计算结果进行验证，在全机静力机上对前起舱门进行试验加载，其试验加载方式与着水强度计算时一致，约束采用全机静定约束，其中，前起舱门水载荷通过一排作动筒加载；
11、完成前起舱门的着水工况静力试验，获得前起舱门真实的应力、位移结果，与强度计算结果进行对比验证，根据试验结果修正细节有限模型。
12、根据本专利技术提供的一种水上飞机前起舱门的着水强度验证方法，所述将舱门着水时产生的分布载荷处理至主承力结构横梁处，包括：
13、确定舱门在着水时受到的载荷分布，利用杠杆比配平方法先将该载荷分布简化成舱门临近框站位处的集中载荷；确定框站位处载荷合力的方向，以该方向为弦平面法向将框站位处的载荷转换至舱门主承力结构横梁处，在转换过程中，需要确保转换后的载荷对结构其他部分的作用效果与原始载荷相同；其中，在横梁处，载荷方向与弦平面法向方向相同。
14、根据本专利技术提供的一种水上飞机前起舱门的着水强度验证方法，细节有限元模型中的主要结构至少包含舱门横梁、纵梁、蒙皮、铰链及对顶挡块，其中，对顶挡块采用钉元进行模拟，以模拟左右舱门之间的载荷传递。
15、根据本专利技术提供的一种水上飞机前起舱门的着水强度验证方法，在细节有限元模型中，舱门横梁是舱门结构中用于承受横向载荷的主要构件，该横梁由一系列节点和连接这些节点的梁单元来模拟，这些梁单元具有不同的截面属性，以反映实际横梁的截面形状和尺寸；
16、在细节有限元模型中，纵梁在舱门结构中用于承受纵向载荷，该纵梁由一系列节点和连接这些节点的梁单元来模拟，这些梁单元具有不同的截面属性，以反映实际纵梁的截面形状和尺寸；
17、在细节有限元模型中，蒙皮是覆盖在舱门结构表面的一层薄板，用于提供气密性和结构强度，该蒙皮用壳单元来模拟，这些壳单元用于同时考虑面内和面外载荷的影响；
18、在细节有限元模型中，铰链为用于舱门打开和关闭的部件，它允许舱门在一定角度范围内自由转动；
19、在细节有限元模型中，对顶挡块用于平衡舱门在关闭状态下的重量，减小铰链上的负载；对顶挡块用实体单元或质量点来模拟；若对顶挡块与舱门结构通过钉元连接，则该连接用刚性连接或弹簧阻尼单元来模拟。
20、根据本专利技术提供的一种水上飞机前起舱门的着水强度验证方法，所述按照设计工况载荷和试验工况载荷分别对细节有限模型进行加载，包括：
21、通过压力场方式在建立的细节有限元模型施加设计工况载荷；通过mpc在细节有限元模型横梁位置施加试验载荷；定义舱门铰链的边界条件，采用简支约束限制其运动；提取设计载荷和试验载荷下的舱门与铰链的载荷数据，对比设计载荷和试验载荷下的载荷数据，分析舱门与铰链的受力情况，验证设计载荷是否能够有效模拟实际测试中的载荷条件，以及舱门与铰链的承载能力和性能是否满足设计要求。
22、根据本专利技术提供的一种水上飞机前起舱门的着水强度验证方法，所述进行舱门本体结构及其与机身连接部位进行强度计算，包括：
23、采用工程算法和强度理论对舱门本体，铰链与舱门连接螺栓及与接头耳片进行强度计算。
24、根据本专利技术提供的一种水上飞机前起舱门的着水强度验证方法，根据试验载荷类型和分布，确定需要分析的舱门组件及其承受的主要载荷方向，查找或确定舱门本体、铰链、连接螺栓和接头耳片所使用的材料的属性；
25、根据细节有限元模型的试验载荷计算结果或工程算法计算舱门本体在试验载荷下的应力分布；分析铰链在转动过程中承受的弯矩、剪切力和可能的扭矩，并计算应力分布；根据连接螺栓的受力情况，计算连接螺栓的应力；分析耳片在连接处的受力情况，并计算应力分布；
26、将计算得到的最大应力与材料的许用应力进行比较，确保舱门本体在试验载荷下不会失效；将铰链的最大应力与材料的许用应力进行比较；根据螺栓类型和规格进行强度校核；将接头耳片的最大应力与材料的许用应力进行比较，并考虑连接处的疲劳寿命；
27、根据强度校核结果，评估舱门本体、铰链、连接螺栓和接头耳片在试验载荷下的可靠性。
28、根据本专利技术提供的一种水上飞机前起舱门的着水强度验证方法，在对得到的着水强度计算结果进行验证时，将前起舱门挂在全机静力机上进行前起舱门静力试验，试验件包括前起舱门、前起假件、舱门收放作动筒、静力试验机；
29、对于计算结果与试验结果偏差较大的局部区域，根据试验结果局部修正强度计算过程中的细节有限元模型。
30、由此可见，相比于现有技术，本专利技术提供了一种上飞机前起舱门的着水强度验证方法，可以全面、准确地验证水上飞机前起舱门在着水情况下的强度性能，为水上飞机的设计和改进提供有力的支持，可以用于指导水上飞机前起舱门的结构尺寸优化和强度计算。本专利技术能够简化设计流程，减小建模成本，有效预测前起舱门着水情况下的结构强度，为结构优化更改提供指导。
31、下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。
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1.一种水上飞机前起舱门的着水强度验证方法，其特征在于，用于水上飞机前起舱门结构着水情况分析，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还执行：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将舱门着水时产生的分布载荷处理至主承力结构横梁处，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照设计工况载荷和试验工况载荷分别对细节有限模型进行加载，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行舱门本体结构及其与机身连接部位进行强度计算，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种水上飞机前起舱门的着水强度验证方法，其特征在于，用于水上飞机前起舱门结构着水情况分析，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还执行：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将舱门着水时产生的分布载荷处理至主承力结构横梁处，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：王泓杰，刘玄，杨学良，
申请(专利权)人：中航通飞华南飞机工业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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