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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种应用于飞机顶升的凹形顶升气囊多次双向有限元迭代找形分析方法，涉及飞机凹形顶升气囊设备的技术领域，本发明首先进行确定气囊零状态几何构型的非线性有限元逆迭代找形，以设计成型状态的几何构型作为零状态的几何构型，建立有限元模型，最终得到满足设计成型状态的零状态几何构型；进而进行确定气囊层数的非线性有限元正迭代找形，以满足设计要求的零状态的几何构型作为最顶层第1层气囊的零状态几何构型，并以此为依据建立余下第2层至第N层气囊的零状态几何构型，构建整体气囊的有限元模型，得到满足设计受力要求的其余各层气囊零状几何构型和气囊层数。本发明既能得到贴合飞机外轮廓形状的飞机凹形顶升气囊，满足飞机凹形顶升气囊对于几何形状的设计要求，又能得到合理的顶升气囊层数，满足飞机凹形顶升气囊对于受力的设计要求。

主权项：1.一种应用于飞机顶升的凹形顶升气囊多次双向有限元迭代找形分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、设计凹形顶升气囊，凹形顶升气囊充气后，上表面中部下凹，形成与飞机机体形状相适应的弧度，以设计成型状态的凹形顶升气囊几何构型作为零状态的几何构型；步骤二、以零状态的几何构型、设计材料参数、设计边界条件建立气囊几何构型有限元模型；步骤三、对气囊几何构型有限元模型施加设计气压和自重荷载，进行非线性有限元计算，得到初始状态的几何构型；步骤四、将设计成型状态的几何构型与初始状态的几何构型进行对比，判断后者形变是否在可接受的误差范围内，若在可接受的误差范围内，则该初始状态对应的零状态的几何构型即为满足设计要求的凹形顶升气囊几何构型；若在可接受的误差范围外，则根据零状态的几何构型与初始状态的几何构型之间的差距，对零状态的几何构型进行修正，返回步骤二，最终找到满足设计成型状态几何构型对应的零状态下的几何构型；步骤五、将满足设计成型状态几何构型对应的零状态下的几何构型作为最顶层第1层气囊的零状态几何构型，明确每层气囊的厚度h，最初整体气囊总层数设N＝2；步骤六、根据第1层气囊的零状态几何构型依次建立余下第2层至第N层气囊的零状态几何构型，这N层气囊按1至N由上至下叠设；步骤七、根据各层气囊的几何构型、设计材料参数分别建立各层气囊的有限元模型，根据设计相互作用、设计边界条件将各层气囊的有限元模型进行组装，建立N层气囊的整体有限元模型；步骤八、对整体有限元模型施加设计气压、自重荷载，进行非线性有限元计算，得到整体气囊的初始状态；步骤九、对整体有限元模型施加设计气压、自重荷载、设计外荷载，进行非线性有限元计算，得到整体气囊的受荷状态；步骤十、对比整体气囊的初始状态和受荷状态下气囊膜面应力变化情况，判断气囊膜面应力变化是否满足设计气囊受力要求，若满足设计气囊受力要求，则气囊层数N即为满足设计气囊受力要求的层数；若不满足设计气囊受力要求，则令气囊层数N＝N+1，返回步骤六，最终找到满足设计气囊受力要求的层数。

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