基于铁木辛柯梁理论的工字梁剪切变形计算方法研究

飞机机翼通常采用工字梁作为支撑结构,然而由于工字梁的几何参数改变,理论计算会受到影响,梁理论的选择会直接影响计算结果。目前,现有的工字梁挠度计算主要基于欧拉-伯努利梁理论,未充分考虑梁弯曲时存在的剪切变形。因此,本文提出了一种基于铁木辛柯梁理论的考虑剪切作用的工字梁计算方法,用于针对受集中力影响的工字梁进行计算。通过表征剪切变形对梁变形的影响,获得了剪切变形对梁的作用规律,并解释了剪切变形在梁中的变形机制。研究表明,当工字悬臂梁靠近固定端一定范围内以及梁的跨高比小于5时,计算时应考虑剪切变形的影响。该计算方法得出的内力计算理论结果与仿真及电测法结果基本一致,可以应用于实际工程计算中。     

起落架载荷标定模型的集成学习方法

为解决飞机起落架载荷标定实验使用线性回归建立标定方程结果不理想的问题,考虑到实验中起落架压缩行程和应变片布片位置等因素对标定载荷的非线性影响,运用特征融合、集成学习理论,通过使用AdaBoost和XGBoost非线性回归方法,构建起落架载荷标定模型。首先,通过起落架载荷标定实验获取实验数据,使用主成分分析方法建立输入特征矩阵;其次,构建起落架载荷标定模型,将起落架三向加载载荷分别作为标签向量,训练集和测试集根据随机取样原则划分,使用AdaBoost和XGBoost两种方法训练标定模型;最后,在测试集中对载荷进行拟合预测,并使用均方根误差、平均绝对误差、决定系数、耗时4个评价指标对模型进行评估。实验结果显示,与广泛使用的最小二乘法相比,XGBoost方法建立的标定模型能够更好地拟合加载载荷,在不考虑时效性的场景下XGBoost算法更具优势。研究结果对提高飞机起落架载荷实测准确性以及飞机结构健康监测的进一步研究具有重要价值。     

弯扭组合梁载荷测量试验研究

对金属结构进行载荷测量,应变法是常用方法之一。在弯矩、剪力和扭矩等单独作用下,利用应变法测得数据的准确性以及线性相关性都很好。而实际情况中,结构受力情况复杂,经常受到弯矩、剪力和扭矩等耦合作用,因此利用应变法测得的数据和输入载荷值生成的多元线性回归方程的线性相关性有待进一步验证。本文设计了一种典型的弯扭组合梁结构,在弯矩和扭矩的耦合作用下,利用应变法进行载荷测量,测量数据准确性很好,并且输入载荷值、弯矩和扭矩等多个变量生成的多元线性回归方程的线性相关性很强。     

基于ABAQUS CEL的高速水冲击载荷仿真与试验研究

针对水陆两栖飞机水箱汲水过程中形成的高速水流冲击问题，开展了高速水冲击载荷特性研究。提出了一种基于调节腔内气压的水冲击试验方法，通过调节储水容器内气压改变水流冲击速度，开展高速水流冲击试验研究；运用ABAQUS CEL数值仿真方法，预设水流初始速度，建立高速水流冲击的有限元模型，分析了水流速度和水管端部与平板间距对于冲击压力的影响。结果表明：数值仿真计算结果与试验结果相差不大，验证了该模型的准确性；水流速度越大，平板受到的冲击压力越大；水管端部与平板的间距越大，平板受到的水流冲击压力越小。