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

申请日：2020-12-29

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN112699462B

主分类号：G06F30/15

分类号：G06F30/15;G06F30/23;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2021.05.11#实质审查的生效;2021.04.23#公开

摘要：本发明属于航空大跨度开剖面舱体结构在端面扭矩载荷作用下空间桁架结构布置与设计领域，具体涉及一种空间桁架结构在传递端面扭矩载荷时的布置及优化设计方法。本发明，首先在理论分析的基础上对此结构进行了传力路径的设计；然后建立空间桁架结构有限元模型，施加载荷和位移边界条件；然后以重量最小为优化目标，给定应力应变以及位移的约束条件，通过改变弹簧元刚度，实现对载荷的重新分配；对该空间桁架结构进行多轮迭代优化，得到最终的优化结果。

主权项：1.一种大跨度开剖面舱体空间桁架结构设计方法，其特征在于，所述空间桁架结构设计方法包括：步骤1：根据实际空间桁架结构的受载情况，对载荷进行分解、简化，确定出实际空间桁架结构承受的初始横向剪力偶和初始垂向剪力偶；步骤1中，实际空间桁架结构的两端承受扭矩载荷，将扭矩载荷简化为横向剪力偶和垂向剪力偶，确定出空间桁架结构承受的初始横向剪力偶和初始垂向剪力偶；其中，初始垂向剪力偶大于初始横向剪力偶；步骤2：将空间桁架结构进行有限元建模，使用杆元模拟空间桁架结构的杆件；使用弹簧元模拟空间桁架结构端面的接头；空间桁架结构模型的一端施加固支的边界条件，另一端施加扭矩载荷；步骤3：以重量最轻化为目标函数，在多约束条件下，对空间桁架结构模型进行杆元截面积优化；步骤3中，通过调整弹簧元的刚度，实现空间桁架结构端面接头刚度大小的调整；通过调节空间桁架结构模型的端面接头刚度，实现对垂向剪力偶和横向剪力偶的再分配；步骤3中，通过提高空间桁架结构模型端面接头的垂向刚度，用以提高垂向剪力偶；步骤4：调整空间桁架结构有限元模型中弹簧元垂向和横向的刚度比，将空间桁架结构模型的垂向剪力偶和横向剪力偶进行再分配；步骤5：重复步骤3和步骤4，当空间桁架结构模型的重量趋于稳定后，得到空间桁架结构模型最优的杆元截面积以及弹簧元垂向和横向的刚度比；最优空间桁架结构有限元模型中杆元的截面形状都为正方形；步骤6：将得到的最优空间桁架结构模型中的杆的截面形状再设计为工字形或空心圆，以提高杆的承载能力；将得到的最优空间桁架结构模型中的接头设计为侧向加筋的接头。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种大跨度开剖面舱体空间桁架结构设计方法

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