工程結構分析軟件應用2patran

1、工程結構分析軟件應用工程結構分析軟件應用飛機設計技術研究所飛機設計技術研究所金海波金海波2航空結構有限元分析的簡化方法航空結構有限元分析的簡化方法有限元模型建模的基本要求有限元模型建模的基本要求 航空結構受力分析航空結構受力分析 真實結構與模型的離散化真實結構與模型的離散化邊界條件邊界條件 處理處理載荷模型與節(jié)點載荷載荷模型與節(jié)點載荷3有限元模型建模的基本要求有限元模型建模的基本要求 4航空組合結構建模的具體要求航空組合結構建模的具體要求5航空結構受力分析航空結構受力分析6翼面結構受力分析翼面結構受力分析7機身結構受力分析機身結構受力分析8起落架結構受力分析起落架結構受力分析9操縱系統(tǒng)結構受力

2、分析操縱系統(tǒng)結構受力分析10飛機局部受力結構飛機局部受力結構11真實結構與模型的離散化真實結構與模型的離散化力學模型的有限元近似力學模型的有限元近似 模型的離散化模型的離散化幾何近似、曲線與曲面的逼近幾何近似、曲線與曲面的逼近 網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分 12力學模型的有限元近似力學模型的有限元近似 飛機組合結構主要是：飛機組合結構主要是：薄壁結構薄壁結構桿系結構桿系結構板殼結構板殼結構釘連結構釘連結構二、三維連續(xù)體結構二、三維連續(xù)體結構 薄壁結構力學薄壁結構力學桿系結構力學桿系結構力學板殼理論板殼理論連續(xù)介質力學連續(xù)介質力學 13航空結構有限元模型的重要特點航空結構有限元模型的重要特點 復雜性復雜性

3、既包括自然離散化類型的結構，又包括復既包括自然離散化類型的結構，又包括復雜的二維、三維連續(xù)體有限元模型，在雜的二維、三維連續(xù)體有限元模型，在細微部分分析時，還需要釘元，含裂紋細微部分分析時，還需要釘元，含裂紋元等特殊元素元等特殊元素 對精度的高要求對精度的高要求 對航空結構有限元模型來說，它對精度的對航空結構有限元模型來說，它對精度的要求要比一般結構有限元模型高得多，要求要比一般結構有限元模型高得多，需要我們更為審慎地考慮建模中的各種需要我們更為審慎地考慮建模中的各種問題問題 14模型的離散化模型的離散化1有限元模型應滿足平衡條件有限元模型應滿足平衡條件 變形協(xié)調(diào)條件變形協(xié)調(diào)條件 滿足邊界條件

4、（包括整個結構邊界條件及滿足邊界條件（包括整個結構邊界條件及元素間的邊界條件）和材料的本構關系元素間的邊界條件）和材料的本構關系 剛度等價原則剛度等價原則 所取元素能反映結構構件的傳力特點所取元素能反映結構構件的傳力特點 應根據(jù)結構特點、應力分布情況、元素性應根據(jù)結構特點、應力分布情況、元素性質、精度要求及計算量大小等仔細劃分計質、精度要求及計算量大小等仔細劃分計算網(wǎng)格算網(wǎng)格 15模型的離散化模型的離散化2在幾何上要盡可能地逼近真實的結構體，在幾何上要盡可能地逼近真實的結構體，其中特別要注意曲線與曲面的逼近問題其中特別要注意曲線與曲面的逼近問題仔細處理載荷模型，正確生成節(jié)點力，仔細處理載荷模型

5、，正確生成節(jié)點力，同時載荷的簡化不應跨越主要受力構件同時載荷的簡化不應跨越主要受力構件 當量阻尼折算應符合能量等價要求當量阻尼折算應符合能量等價要求 質量的堆聚應滿足質量質心、質心矩及質量的堆聚應滿足質量質心、質心矩及慣性矩等效要求慣性矩等效要求 16幾何近似、曲線與曲面的逼近幾何近似、曲線與曲面的逼近1718網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分1在劃分元素時，就整體來說，元素的大在劃分元素時，就整體來說，元素的大小要據(jù)工程上的精度要求和所用計算機小要據(jù)工程上的精度要求和所用計算機的速度及容量來決定的速度及容量來決定 元素劃分時，應據(jù)部位的重要性以及應元素劃分時，應據(jù)部位的重要性以及應力、位移變化劇烈與否來決定，

6、重要部力、位移變化劇烈與否來決定，重要部位以及應力變化劇烈部位，元素應劃得位以及應力變化劇烈部位，元素應劃得較小，反之則疏較小，反之則疏 元素劃分時應盡量利用對稱性來減少計元素劃分時應盡量利用對稱性來減少計算量算量 19網(wǎng)格劃分網(wǎng)格劃分2若計算對象厚度有突變，除了應將這種部位若計算對象厚度有突變，除了應將這種部位元素取得較小外，還應將突變線作為元素的元素取得較小外，還應將突變線作為元素的分界線分界線 若計算對象受有集度突變的分布載荷，應當若計算對象受有集度突變的分布載荷，應當把這種部位的元素取得小一些，并在載荷突把這種部位的元素取得小一些，并在載荷突變或集中載荷作用之處布置節(jié)點，以使應力變或集

7、中載荷作用之處布置節(jié)點，以使應力的突變得到一定程度的反映的突變得到一定程度的反映 應盡可能使每個元素角度不能太尖應盡可能使每個元素角度不能太尖 三角形元素三個頂角要盡量保持在三角形元素三個頂角要盡量保持在60附近附近 20邊界條件邊界條件靜力分析時要消除結構的全部剛體位移靜力分析時要消除結構的全部剛體位移 分析部分結構時邊界條件的引入分析部分結構時邊界條件的引入對于幾何線性問題，要消除瞬時可變自對于幾何線性問題，要消除瞬時可變自由度由度 在結構的零剛度方向直接施加約束在結構的零剛度方向直接施加約束 增加虛元，補充零剛度增加虛元，補充零剛度 指定位移約束的應用指定位移約束的應用對稱條件和主從自由

8、度對稱條件和主從自由度 21航空結構有限元建模技術航空結構有限元建模技術 有限元節(jié)點有限元節(jié)點 有限單元有限單元 結構的約束結構的約束 結構載荷的施加結構載荷的施加 22節(jié)點編號節(jié)點編號假設一個節(jié)點的編號用一個假設一個節(jié)點的編號用一個6位數(shù)的整型數(shù)來位數(shù)的整型數(shù)來表示為表示為LM1M2NK1K2式中：式中：L代表飛機部件號，比如代表飛機部件號，比如L=0和和1表示機表示機身，身，L=2，3，分別表示左右機翼等；，分別表示左右機翼等；M1M2為為一個兩位數(shù)，表示隔框或翼肋編號；一個兩位數(shù)，表示隔框或翼肋編號；N為一位為一位數(shù)，表示節(jié)點在部件剖面中的位置，比如數(shù)，表示節(jié)點在部件剖面中的位置，比如0

9、4表示在左側（機身）或上側（機翼），表示在左側（機身）或上側（機翼），5一一9則則表示在右側或下側等；表示在右側或下側等；K1K2為一個兩位數(shù)，表為一個兩位數(shù)，表示通過該點的長桁編號。示通過該點的長桁編號。23這樣約定時，當看到這個節(jié)點編號即能對這樣約定時，當看到這個節(jié)點編號即能對它的位置十分清楚而無需再查閱節(jié)點坐標它的位置十分清楚而無需再查閱節(jié)點坐標或模型圖冊等其他資料，這就給檢查數(shù)據(jù)或模型圖冊等其他資料，這就給檢查數(shù)據(jù)和分析結果帶來許多方便。和分析結果帶來許多方便。在程序輸出的計算結果中，通常只給出節(jié)在程序輸出的計算結果中，通常只給出節(jié)點號或元素號。分析結果時用戶經(jīng)常要為點號或元素號。分析

10、結果時用戶經(jīng)常要為確定節(jié)點和元素的位置而返回去查閱原始確定節(jié)點和元素的位置而返回去查閱原始數(shù)據(jù)和模型圖冊等夕造成了許多不便，上數(shù)據(jù)和模型圖冊等夕造成了許多不便，上述編號方法從根本上解決了這一困難。當述編號方法從根本上解決了這一困難。當然，我們只是給出了這樣一個思路，具體然，我們只是給出了這樣一個思路，具體的細則各用戶可以自己設計。的細則各用戶可以自己設計。24節(jié)點約束節(jié)點約束 所分析的結構對該點的某自由度可以提所分析的結構對該點的某自由度可以提供剛度，但該自由度的變形受到邊界供剛度，但該自由度的變形受到邊界（所分析結構以外的其他結構）的約束；（所分析結構以外的其他結構）的約束；所分析的結構根本

11、就不對該點某自由度所分析的結構根本就不對該點某自由度提供剛度（或僅提供十分微小的剛度），提供剛度（或僅提供十分微小的剛度），要求把這個自由度從求解方程中去掉。要求把這個自由度從求解方程中去掉。2526斜約束斜約束 節(jié)點受到的約束與坐標系中的任一個軸節(jié)點受到的約束與坐標系中的任一個軸都不一致，這時有幾種不同的處理方法。都不一致，這時有幾種不同的處理方法。多點約束方法多點約束方法定義坐標系方法，當模型中某些點上結定義坐標系方法，當模型中某些點上結構不能提供剛度的方向為斜方向時，也構不能提供剛度的方向為斜方向時，也可按這個方法處理可按這個方法處理 2728節(jié)點自動約束節(jié)點自動約束 NASTRAN軟件

12、對那些結構根本就不提軟件對那些結構根本就不提供剛度（或者只提供十分微小剛度）的供剛度（或者只提供十分微小剛度）的自由度通過程序實行自動約束的手段自由度通過程序實行自動約束的手段 AUTOSPC（缺省值（缺省值=NO） EPPRT（缺省值（缺省值=10-8） EPZERO（缺省值（缺省值=10-8） PRGPST（缺省值（缺省值=YES) SPCGEN（缺省值（缺省值= 0)29有限單元有限單元 有限數(shù)目的各種不同元素通過節(jié)點與其相鄰的元有限數(shù)目的各種不同元素通過節(jié)點與其相鄰的元素相連構成一個離散元素的組合體來近似地模素相連構成一個離散元素的組合體來近似地模擬實際的連續(xù)體結構。元素本身受力平衡；

13、元擬實際的連續(xù)體結構。元素本身受力平衡；元素之間的連接點上位移相同，因而相鄰元素在素之間的連接點上位移相同，因而相鄰元素在連接點上變形協(xié)調(diào)；如果元素選擇合理，那么連接點上變形協(xié)調(diào)；如果元素選擇合理，那么相鄰元素邊界上的變形也可能是協(xié)調(diào)的；使這相鄰元素邊界上的變形也可能是協(xié)調(diào)的；使這個離散元素的組合體符合給定的邊界條件，求個離散元素的組合體符合給定的邊界條件，求解得到的變形和應力就近似地認為是實際工程解得到的變形和應力就近似地認為是實際工程結構中的變形和應力分布。所以元素是有限元結構中的變形和應力分布。所以元素是有限元模型的基礎，元素選取得當與否直接影響分析模型的基礎，元素選取得當與否直接影響分

14、析結果的精確性和可信度結果的精確性和可信度 30元素類型元素類型 桿元桿元 有等剖面桿、變剖面桿以及可以受扭的桿有等剖面桿、變剖面桿以及可以受扭的桿梁元梁元 有直梁、曲梁、形心與剪心重合的梁、形有直梁、曲梁、形心與剪心重合的梁、形心與剪心不重合的梁、等剖面梁、變剖面梁以心與剪心不重合的梁、等剖面梁、變剖面梁以及各種不同受力邊界的梁等及各種不同受力邊界的梁等剪力板元剪力板元 僅承受面內(nèi)剪切的四邊形板。僅承受面內(nèi)剪切的四邊形板。四邊形板元四邊形板元 可以承受正應力、剪應力和彎曲應可以承受正應力、剪應力和彎曲應力的四邊形板，有四節(jié)點元和八節(jié)點元等。力的四邊形板，有四節(jié)點元和八節(jié)點元等。三角形板元三角

15、形板元 可以承受正應力、剪應力和彎曲應可以承受正應力、剪應力和彎曲應力的三角形板，有三節(jié)點元和六節(jié)點元等。力的三角形板，有三節(jié)點元和六節(jié)點元等。體元體元 有四面體、五面體和六面體等不同的元素有四面體、五面體和六面體等不同的元素彈簧元彈簧元 對給定的自由度施加一定剛度的元素對給定的自由度施加一定剛度的元素 31元素的選取元素的選取 元素應該能正確地反映實際結構的幾何形狀、元素應該能正確地反映實際結構的幾何形狀、剛度特性和受力特點剛度特性和受力特點元素間的連接要正確地反映結構的傳力路線元素間的連接要正確地反映結構的傳力路線所取元素的多少要既能滿足所期望的分析要求所取元素的多少要既能滿足所期望的分析

16、要求又能保證在所使用的軟硬件環(huán)境下以合適的費又能保證在所使用的軟硬件環(huán)境下以合適的費用完成計算用完成計算對于大型復雜結構，必須具有一定的經(jīng)驗和反對于大型復雜結構，必須具有一定的經(jīng)驗和反復地進行模型修改才能取得比較滿意的效果。復地進行模型修改才能取得比較滿意的效果。 32桿元桿元 薄壁組合結構中的加筋件常簡化為僅受拉壓的薄壁組合結構中的加筋件常簡化為僅受拉壓的桿元桿元;飛機結構中使用桿元的地方最多。比如機身上飛機結構中使用桿元的地方最多。比如機身上的長桁、隔框中的橫豎加筋；機翼尾翼中的長的長桁、隔框中的橫豎加筋；機翼尾翼中的長桁，縱梁和翼肋中的突緣；桁，縱梁和翼肋中的突緣；薄壁組合型梁中的縱向型

17、材和橫向支柱等都取薄壁組合型梁中的縱向型材和橫向支柱等都取為桿元為桿元;其他用于空間桁架中兩端鉸接的結構，比如某其他用于空間桁架中兩端鉸接的結構，比如某些起落架上部的支架系統(tǒng)、發(fā)動機某些支桿、些起落架上部的支架系統(tǒng)、發(fā)動機某些支桿、操縱系統(tǒng)拉桿等也都簡化為桿元素。操縱系統(tǒng)拉桿等也都簡化為桿元素。33梁元梁元 薄壁組合結構的加筋件，當它們的抗彎曲功薄壁組合結構的加筋件，當它們的抗彎曲功能不可忽略時都簡化為梁元能不可忽略時都簡化為梁元;比如機身中的隔框框緣，其主要功能之一在比如機身中的隔框框緣，其主要功能之一在于維持機身橫切面形狀，它的抗彎能力是主于維持機身橫切面形狀，它的抗彎能力是主要受力特性之

18、一，必須取為梁元要受力特性之一，必須取為梁元;某些口框的結構是由一些桿板等組合而成的，某些口框的結構是由一些桿板等組合而成的，有時為了計算方便起見也把組合剖面取為一有時為了計算方便起見也把組合剖面取為一個梁元件個梁元件;34受氣密壓力作用的一些結構，氣密受氣密壓力作用的一些結構，氣密端框上的加筋件等都取為梁元。端框上的加筋件等都取為梁元?？蜋C客艙地板中的縱梁橫梁，客艙客機客艙地板中的縱梁橫梁，客艙窗戶中的窗框取為梁元。空間受力窗戶中的窗框取為梁元。空間受力骨架中的結構當其連接點能傳遞彎骨架中的結構當其連接點能傳遞彎矩時也取為梁元。矩時也取為梁元。35四邊形板元素四邊形板元素 板元可以承受板平面

19、內(nèi)的薄膜力（拉壓板元可以承受板平面內(nèi)的薄膜力（拉壓力和剪切力），還可以承受垂直板平面力和剪切力），還可以承受垂直板平面的剪切載荷以及向量位于板平面內(nèi)兩個的剪切載荷以及向量位于板平面內(nèi)兩個互相垂直方向上的彎矩載荷互相垂直方向上的彎矩載荷 但對航空結構中大量存在的是薄壁加筋但對航空結構中大量存在的是薄壁加筋結構一般都略去板的承彎能力只作為膜結構一般都略去板的承彎能力只作為膜元使用。元使用。 對于沒有加筋的純板結構或厚板結構還對于沒有加筋的純板結構或厚板結構還按彎曲板對待按彎曲板對待36四邊形剪力板四邊形剪力板 當板被簡化為膜元或彎曲元素后，使用算得的當板被簡化為膜元或彎曲元素后，使用算得的應力分布

20、進行板的強度校核時十分復雜應力分布進行板的強度校核時十分復雜 ；設想在有限元應力分析中采取一些措施，從而設想在有限元應力分析中采取一些措施，從而使后繼的強度校核變得容易一些。剪力板就這使后繼的強度校核變得容易一些。剪力板就這樣出現(xiàn)了樣出現(xiàn)了模型簡化措施模型簡化措施 把膜元的板平面中兩個相垂直把膜元的板平面中兩個相垂直方向上承受拉壓載荷的能力從板中去掉分別折方向上承受拉壓載荷的能力從板中去掉分別折算成這兩個方向上與板相連的桿（或梁）元的算成這兩個方向上與板相連的桿（或梁）元的承拉壓面積并累加到相應的元素剛度之中承拉壓面積并累加到相應的元素剛度之中 37四邊形剪力板的不足四邊形剪力板的不足很難在沒

21、有求得應力分布的情況下確定很難在沒有求得應力分布的情況下確定迭加到兩個方向的桿（或梁）元上的等迭加到兩個方向的桿（或梁）元上的等效拉壓面積效拉壓面積 板構件在平面受力狀態(tài)時兩個方向的受板構件在平面受力狀態(tài)時兩個方向的受力是彼此相關的，簡化為剪力板后取消力是彼此相關的，簡化為剪力板后取消了這種相關性，有時會引起嚴重誤差了這種相關性，有時會引起嚴重誤差 強度校核只按剪應力計算會使某些部位強度校核只按剪應力計算會使某些部位的強度結論偏于危險的強度結論偏于危險 38彈性元彈性元 彈性元的作用是在兩個自由度之間加入彈性元的作用是在兩個自由度之間加入一個具有指定剛度值的彈性連接。這兩一個具有指定剛度值的彈

22、性連接。這兩個自由度可以是同一節(jié)點上的兩個不同個自由度可以是同一節(jié)點上的兩個不同自由度，也可以是兩個不同節(jié)點中各一自由度，也可以是兩個不同節(jié)點中各一個自由度。個自由度。 模擬外部的大剛度約束模擬外部的大剛度約束3940元素選取的一些特殊方法元素選取的一些特殊方法 虛擬桿元素虛擬桿元素 虛擬梁元素虛擬梁元素 虛擬彈性元虛擬彈性元 剛體元的特殊用法剛體元的特殊用法 4142434445元素邊界約束的釋放元素邊界約束的釋放 當一個元素與其他元素或外界約束相連當一個元素與其他元素或外界約束相連而它在某方向上又能提供剛度時，它的而它在某方向上又能提供剛度時，它的邊界就受到了約束，從而在該方向上受邊界就受

23、到了約束，從而在該方向上受到其他元素或外界約束的反力作用。然到其他元素或外界約束的反力作用。然而有時實際結構卻不能承受這種反力，而有時實際結構卻不能承受這種反力，這時計算模型中就必須將這個單元該自這時計算模型中就必須將這個單元該自由度的約束釋放以保證傳力路線的正確。由度的約束釋放以保證傳力路線的正確。4647元素的偏心元素的偏心 48偏心元選取判斷標準偏心元選取判斷標準首先分析所簡化的結構件在整個結構中首先分析所簡化的結構件在整個結構中的主要承載功能的主要承載功能 依據(jù)上面的分析畫出所分析構件的受力依據(jù)上面的分析畫出所分析構件的受力剖面圖剖面圖 ，對照具有偏心時的抗彎慣性矩，對照具有偏心時的抗

24、彎慣性矩和簡化后的慣性矩，估算其誤差值。和簡化后的慣性矩，估算其誤差值。 4950局部結構幾何可變性的消除局部結構幾何可變性的消除 在實際建立有限元模型的過程中，往往在實際建立有限元模型的過程中，往往會遇到另一類奇異性間題，就是把總模會遇到另一類奇異性間題，就是把總模型中某一部分作為一個受力結構而言，型中某一部分作為一個受力結構而言，其剛體位移未得到足夠的約束因而不能其剛體位移未得到足夠的約束因而不能承受一般載荷的作用，這種情況稱之為承受一般載荷的作用，這種情況稱之為局部結構幾何可變性局部結構幾何可變性 。515253載荷模型與節(jié)點載荷載荷模型與節(jié)點載荷氣動力載荷氣動力載荷 慣性力載荷慣性力載

25、荷 熱載荷熱載荷 54氣動力載荷氣動力載荷氣動力網(wǎng)點上的氣動力載荷列陣氣動力網(wǎng)點上的氣動力載荷列陣 有限元模型節(jié)點氣動力載荷列陣有限元模型節(jié)點氣動力載荷列陣 .55慣性力載荷慣性力載荷 質量網(wǎng)點上的質量列陣質量網(wǎng)點上的質量列陣 有限元模型節(jié)點慣性力列陣有限元模型節(jié)點慣性力列陣 節(jié)點質量列陣節(jié)點質量列陣 節(jié)點慣性力列陣節(jié)點慣性力列陣 質量等效原則比靜力等效其條件更苛刻，質量等效原則比靜力等效其條件更苛刻，即應滿足質量、質心、慣矩、慣積等即應滿足質量、質心、慣矩、慣積等6個個方程方程 56節(jié)點力生成中一個需注意的問題節(jié)點力生成中一個需注意的問題 5758機身結構的有限元分析機身結構的有限元分析 機

26、身蒙皮結構分析機身蒙皮結構分析 地板結構的分析地板結構的分析 飛機發(fā)動機短艙結構有限元分析飛機發(fā)動機短艙結構有限元分析 飛機機身氣密艙有限元法分析飛機機身氣密艙有限元法分析 貨艙門應力分析貨艙門應力分析 舷窗結構的分析舷窗結構的分析 開口有限元分析開口有限元分析 59機身結構特點機身結構特點 薄壁式結構，由長桁、蒙皮和隔框構成主要受力構件薄壁式結構，由長桁、蒙皮和隔框構成主要受力構件 長桁有板彎和擠壓兩種型材，其剖面型式有角型、長桁有板彎和擠壓兩種型材，其剖面型式有角型、T型、型、I型、槽型、型、槽型、Z型及其它組合型材等型及其它組合型材等 ,隔框一般用隔框一般用Z型和型和帽型等帽型等 .蒙皮

27、除了承受全部剪力和扭矩外，還要不同程度地承蒙皮除了承受全部剪力和扭矩外，還要不同程度地承受軸力的作用。受軸力的作用。 普通框的作用是維持機身外形，支持機身長桁和蒙皮。普通框的作用是維持機身外形，支持機身長桁和蒙皮。 加強框除具有普通框的作用外，還要承受飛機其他部加強框除具有普通框的作用外，還要承受飛機其他部件、組件、貨載和設備等傳來的集中載荷。件、組件、貨載和設備等傳來的集中載荷。 大型民用飛機還有客艙地板、貨艙地板、氣密端框，大型民用飛機還有客艙地板、貨艙地板、氣密端框，客艙門、貨艙門、應急艙門及各種設備艙開口等客艙門、貨艙門、應急艙門及各種設備艙開口等 大型軍用飛機如轟炸機則有油箱，進氣道

28、、炸彈艙及大型軍用飛機如轟炸機則有油箱，進氣道、炸彈艙及各種設備艙開口等各種設備艙開口等 60機身計算載荷情況的選取機身計算載荷情況的選取 氣動載荷：機動載荷、突風載荷、操縱面偏轉產(chǎn)生氣動載荷：機動載荷、突風載荷、操縱面偏轉產(chǎn)生的氣動載荷。的氣動載荷。慣性載荷：由于機身結構具有質量，在各種加速運慣性載荷：由于機身結構具有質量，在各種加速運動狀態(tài)下出現(xiàn)的慣性力。動狀態(tài)下出現(xiàn)的慣性力。地面載荷：飛機在各種方式的地面滑行、起飛和著地面載荷：飛機在各種方式的地面滑行、起飛和著陸過程中出現(xiàn)的地面對飛機的反力，如各種起飛、陸過程中出現(xiàn)的地面對飛機的反力，如各種起飛、水平著陸、單輪著陸、強迫著陸、起轉、回彈

29、、地水平著陸、單輪著陸、強迫著陸、起轉、回彈、地面操縱、滑行、剎車、顛簸等。面操縱、滑行、剎車、顛簸等。動力裝置載荷：推力、扭矩、陀螺力矩、進氣道壓動力裝置載荷：推力、扭矩、陀螺力矩、進氣道壓力等。力等。其它載荷：牽引、頂起、增壓、鳥撞、墜撞等。其它載荷：牽引、頂起、增壓、鳥撞、墜撞等。61軍用飛機典型的限制載荷軍用飛機典型的限制載荷 62民用飛機典型的限制載荷民用飛機典型的限制載荷 63飛行情況的對稱載荷飛行情況的對稱載荷 64地面情況的對稱載荷地面情況的對稱載荷 65飛行情況的不對稱載荷飛行情況的不對稱載荷 66有限元分析載荷的施加有限元分析載荷的施加 現(xiàn)有的載荷計算過程是根據(jù)氣動力分布和

30、質量現(xiàn)有的載荷計算過程是根據(jù)氣動力分布和質量分布計算出機身各框站位的切面增量載荷，然分布計算出機身各框站位的切面增量載荷，然后將切面增量載荷等分或按剛度分配到機身各后將切面增量載荷等分或按剛度分配到機身各框站位的外圈長桁節(jié)點上，此結果過于粗糙，框站位的外圈長桁節(jié)點上，此結果過于粗糙，會造成較大的誤差。會造成較大的誤差。 用加載權系數(shù)法處理切面增量載荷用加載權系數(shù)法處理切面增量載荷 應用剛體元處理切面等效載荷和集中載荷應用剛體元處理切面等效載荷和集中載荷 切面等效載荷的處理切面等效載荷的處理 集中載荷處理集中載荷處理 氣密壓力載荷的處理氣密壓力載荷的處理 67機身蒙皮結構有限元分析機身蒙皮結構有

31、限元分析典型結構傳力分析典型結構傳力分析縱向構件縱向構件 長桁長桁 縱向大梁縱向大梁 蒙皮蒙皮橫向構件橫向構件 隔框隔框傳遞載荷傳遞載荷 彎矩彎矩 剪力剪力 扭矩扭矩 氣密壓力氣密壓力Fr.18Fr.26Fr. 54Fr.58Fr.72Fr.83Fr.92Fr.38Fr. 0Nose FuselageForward FuselageCenter FuselageAft FuselageRear Fuselage68機身總體結構機身總體結構697071網(wǎng)格劃分和有限單元的選取網(wǎng)格劃分和有限單元的選取在機身有限元應力分析中，把機身的網(wǎng)在機身有限元應力分析中，把機身的網(wǎng)格盡量取得與真實工程結構一致，

32、即每格盡量取得與真實工程結構一致，即每個加筋與加筋相交處都取為一個節(jié)點，個加筋與加筋相交處都取為一個節(jié)點，在每個框所在處都取一個計算站位，框在每個框所在處都取一個計算站位，框與每根長桁相交處都取一個計算節(jié)點。與每根長桁相交處都取一個計算節(jié)點。 長桁取為梁元長桁取為梁元隔框外圈取為梁元，腹板取為殼元隔框外圈取為梁元，腹板取為殼元蒙皮取為殼元蒙皮取為殼元偏心梁元和偏心殼元偏心梁元和偏心殼元72地板結構地板結構737475Finished Holes forCrossbeam AttachmentSection A - AAAEntrance Areawithout hole pitches76Cu

33、tout Principle forSystem RoutingLightening HolesFinished Holes for Seat Rails AttachmentConcept details still under evaluation77787980載荷情況選取載荷情況選取 地板應急著陸的極限慣性載荷系數(shù)地板應急著陸的極限慣性載荷系數(shù) 81發(fā)動機架結構發(fā)動機架結構82飛機機身氣密艙有限元法分析飛機機身氣密艙有限元法分析 83結構模型的簡化結構模型的簡化 氣密艙壁的簡化氣密艙壁的簡化 氣密端框（或氣密地板）計算模型簡化氣密端框（或氣密地板）計算模型簡化 84機身蒙皮厚度分布機身

34、蒙皮厚度分布85機身蒙皮上簡化的梁機身蒙皮上簡化的梁86機身地板機身地板87機身的框機身的框88氣密載荷氣密載荷89邊界約束邊界約束90氣密艙壁計算實例氣密艙壁計算實例設一圓柱形氣密艙段，蒙皮厚度設一圓柱形氣密艙段，蒙皮厚度t=1.2mm，圓柱體半，圓柱體半徑徑R=500mm，縱向沿圓周均勻布置，縱向沿圓周均勻布置32根長桁，每根根長桁，每根長桁取型材長桁取型材XC113-8，橫向等間距布置，橫向等間距布置10個框個框 91模型簡化模型簡化當當L= 200mm時，因不需要考慮框對殼體的影時，因不需要考慮框對殼體的影響，長桁和框都受拉伸，因此可將蒙皮簡化為響，長桁和框都受拉伸，因此可將蒙皮簡化為

35、正應力板元，框和長桁簡化為二力桿（也可以正應力板元，框和長桁簡化為二力桿（也可以簡化為梁元，但計算的結果仍為二力桿結果）。簡化為梁元，但計算的結果仍為二力桿結果）。當當L= 500mm時，應考慮框對殼體的影響，此時，應考慮框對殼體的影響，此時蒙皮仍可簡化為正應力板，框簡化為二力桿，時蒙皮仍可簡化為正應力板，框簡化為二力桿，長桁簡化為空間無扭梁，考慮到蒙皮網(wǎng)格的長長桁簡化為空間無扭梁，考慮到蒙皮網(wǎng)格的長寬比不應太大和計算的精確性，在兩框之間各寬比不應太大和計算的精確性，在兩框之間各應增加計算站位，將兩框之間的蒙皮網(wǎng)格劃分應增加計算站位，將兩框之間的蒙皮網(wǎng)格劃分成八等分進行計算。成八等分進行計算。

36、 92計算結果計算結果 蒙皮環(huán)蒙皮環(huán)向應力向應力蒙皮縱蒙皮縱向應力向應力框中應框中應力力長桁拉長桁拉伸應力伸應力長桁在框處長桁在框處彎距彎距/Nmm長桁彎長桁彎曲應力曲應力蒙皮彎曲蒙皮彎曲應力應力解析解解析解L=20022.9516.5717.468.92L=50042.5618.3414.614.771324066.39-9.51有限元解有限元解L=20022.8516.5717.368.83L=50042.1718.3414.514.221177059.04-8.4393計算結果計算結果計算模型按框和長銜的實際結構形成的蒙皮格子劃分網(wǎng)格計算模型按框和長銜的實際結構形成的蒙皮格子劃分網(wǎng)格計算

37、模型在兩框之間增加一個計算站位劃分網(wǎng)格；計算模型在兩框之間增加一個計算站位劃分網(wǎng)格；計算模型在兩框之間均勻等距增加計算模型在兩框之間均勻等距增加3個計算站位劃分網(wǎng)格；個計算站位劃分網(wǎng)格；計算模型在兩框之間均勻等距增加計算模型在兩框之間均勻等距增加7個計算站位劃分網(wǎng)格個計算站位劃分網(wǎng)格 94氣密端框氣密端框95翼面結構的有限元分析翼面結構的有限元分析 多墻式機翼結構有限元分析多墻式機翼結構有限元分析 梁式機翼結構有限元分析梁式機翼結構有限元分析 飛機舵面結構有限元分析飛機舵面結構有限元分析 機身機翼對接區(qū)應力分析機身機翼對接區(qū)應力分析 飛機機翼主梁根部下緣條連接區(qū)細節(jié)有飛機機翼主梁根部下緣條連接

38、區(qū)細節(jié)有限元分析限元分析 全動尾翼轉軸有限元分析全動尾翼轉軸有限元分析 96多墻式機翼結構有限元分析多墻式機翼結構有限元分析97傳力路線分析傳力路線分析 機翼是飛機主要的升力面，它所承受的載荷主要由兩機翼是飛機主要的升力面，它所承受的載荷主要由兩部分組成：氣動力和慣性力。部分組成：氣動力和慣性力。彎矩主要由機翼的上、下壁板和梁、墻緣條來承受。彎矩主要由機翼的上、下壁板和梁、墻緣條來承受。在對稱受載情況下，彎矩傳到飛機對稱面處自相平衡在對稱受載情況下，彎矩傳到飛機對稱面處自相平衡了。非對稱受載情況下，彎矩由機翼與機身相連的兩了。非對稱受載情況下，彎矩由機翼與機身相連的兩側框接頭承受。側框接頭承受

39、。扭矩主要由機翼的上、下壁板和前、后梁圍成的盒段扭矩主要由機翼的上、下壁板和前、后梁圍成的盒段來承受。由機翼側邊五號肋匯集最終交給與五號肋相來承受。由機翼側邊五號肋匯集最終交給與五號肋相連的機身的連的機身的38框和框和48框?？颉＜袅χ饕闪?、墻腹板承受，由五號肋匯集，最終交剪力主要由梁、墻腹板承受，由五號肋匯集，最終交到機身與機翼相連的框上。到機身與機翼相連的框上。油箱的增壓載荷主要由中央翼及中外翼前、后梁和各油箱的增壓載荷主要由中央翼及中外翼前、后梁和各端肋組成的密封盒段來承受。端肋組成的密封盒段來承受。從力學觀點來看該機翼的翼肋，對于中外翼和外翼而從力學觀點來看該機翼的翼肋，對于中外翼和

40、外翼而言主要為傳遞局部集中力（吊掛載荷）而設置，對中言主要為傳遞局部集中力（吊掛載荷）而設置，對中央翼來說主要是為了增強支持剛度而設置。央翼來說主要是為了增強支持剛度而設置。98有限單元模型有限單元模型99邊界條件邊界條件有限元模型的邊界條件的模擬其自的在于，消有限元模型的邊界條件的模擬其自的在于，消除那些對模型提供反力的節(jié)點上的有效自由度，除那些對模型提供反力的節(jié)點上的有效自由度，以保證支反力的真實并防止所分析結構的剛體以保證支反力的真實并防止所分析結構的剛體運動。運動。 邊界條件是視分析對象而定的。邊界條件是視分析對象而定的。 它可以是：它可以是：（1）載荷（）載荷（a）集中力和力矩；（）

41、集中力和力矩；（b）分布線載荷；）分布線載荷；（c）表面的壓力。）表面的壓力。（2）一個節(jié)點的強迫運動）一個節(jié)點的強迫運動（3）一個元素的強迫變形）一個元素的強迫變形（4）約束）約束100載荷施加載荷施加結構有限元分析中，該結構所受的載荷由負責各種載結構有限元分析中，該結構所受的載荷由負責各種載荷計算的有關專業(yè)人員提供。將所提供的各種載荷離荷計算的有關專業(yè)人員提供。將所提供的各種載荷離散化為模型的節(jié)點載荷是結構有限元分析人員的任務。散化為模型的節(jié)點載荷是結構有限元分析人員的任務。對大型飛機而言，機翼翼展很長，在其載荷作用下，對大型飛機而言，機翼翼展很長，在其載荷作用下，翼尖相對于機翼根部的變形

42、較大。這種結構總體變形翼尖相對于機翼根部的變形較大。這種結構總體變形對其氣動力沿機翼的展向和弦向的分布以及機翼外部對其氣動力沿機翼的展向和弦向的分布以及機翼外部和內(nèi)部裝載的影響是不可忽略的。在載荷計算中應給和內(nèi)部裝載的影響是不可忽略的。在載荷計算中應給予考慮（指的是氣動力和慣性力）。予考慮（指的是氣動力和慣性力）。計算情況的選取應視任務的性質而定：靜強度分析時計算情況的選取應視任務的性質而定：靜強度分析時應根據(jù)飛機規(guī)范和飛行包線的邊界點來選取計算情況。應根據(jù)飛機規(guī)范和飛行包線的邊界點來選取計算情況。疲勞分析時應根據(jù)飛機的飛行任務剖面截取載荷情況。疲勞分析時應根據(jù)飛機的飛行任務剖面截取載荷情況。

43、動力響應分析時，應視使用環(huán)境和有關規(guī)范規(guī)定選取動力響應分析時，應視使用環(huán)境和有關規(guī)范規(guī)定選取載荷情況。載荷情況。101經(jīng)驗體會建議教訓經(jīng)驗體會建議教訓 多年使用有限元素法解題的實踐，深刻地體會到：有多年使用有限元素法解題的實踐，深刻地體會到：有限元素法只是一解題的方法，是由人使用的一種工具限元素法只是一解題的方法，是由人使用的一種工具和手段。和手段。所以從某種意義上講，有限元分析是一門非常藝術的所以從某種意義上講，有限元分析是一門非常藝術的科學。科學。要想運用有限元素法求解復雜的工程題目并使其結果要想運用有限元素法求解復雜的工程題目并使其結果更接近實際情況，首要的是建立一個符合實際的離散更接近

44、實際情況，首要的是建立一個符合實際的離散化模型，而符合實際的離散化模型的建立，需要具備化模型，而符合實際的離散化模型的建立，需要具備基本的工程力學知識和正確的工程判斷力。基本的工程力學知識和正確的工程判斷力。我們常常強調(diào)一個力學人員要認真消化結構圖紙要忠我們常常強調(diào)一個力學人員要認真消化結構圖紙要忠實結構圖紙，其含意并不是圖紙上有什么構件均都要實結構圖紙，其含意并不是圖紙上有什么構件均都要反映到離散化模型上去，而是在于了解搞清結構設計反映到離散化模型上去，而是在于了解搞清結構設計的載荷傳遞途徑，確認所有載荷作用點和反力點，這的載荷傳遞途徑，確認所有載荷作用點和反力點，這樣就可以大膽合并非主要受

45、力結構，確保主要受力結樣就可以大膽合并非主要受力結構，確保主要受力結構，并根據(jù)受力分析去選擇對應的元素類型，這也就構，并根據(jù)受力分析去選擇對應的元素類型，這也就是常說的在開始建立分析模型以前，需要有關結構行是常說的在開始建立分析模型以前，需要有關結構行為特性的工程判斷能力。為特性的工程判斷能力。102單元的選用和劃分應注意的問題單元的選用和劃分應注意的問題在可以使用其它元素時，不要使用在可以使用其它元素時，不要使用3節(jié)點節(jié)點三角元素（三角板的剛度偏大）。三角元素（三角板的剛度偏大）。避免使用形狀畸變的元素，因為當元素避免使用形狀畸變的元素，因為當元素角點處的角度過小或過大時，元素精度角點處的角

46、度過小或過大時，元素精度會降低。會降低。在高應力梯度區(qū)，板元的寬長比是一個在高應力梯度區(qū)，板元的寬長比是一個問題，通常使用中控制在不小于問題，通常使用中控制在不小于1/4。當。當實際結構出現(xiàn)板的寬長比小于實際結構出現(xiàn)板的寬長比小于14的情的情況，可在離散化模型中適當?shù)脑鲈O相應況，可在離散化模型中適當?shù)脑鲈O相應的的“虛元虛元”。103虛元應用注意的問題虛元應用注意的問題為了提高有限元素的計算精度或避免結果的奇為了提高有限元素的計算精度或避免結果的奇異性，在模型建立中可以適當?shù)脑鲈O相應的異性，在模型建立中可以適當?shù)脑鲈O相應的“虛元虛元”。這樣一來就會使模型中額外增加了。這樣一來就會使模型中額外增加

47、了“虛節(jié)點，虛節(jié)點，”和一些和一些“虛元素虛元素”。有限元素法。有限元素法是以節(jié)點處各元件所提供的剛度為基礎進行分是以節(jié)點處各元件所提供的剛度為基礎進行分析計算的?？梢娢鲇嬎愕??？梢姟疤撛撛眲偠冉o出的正確與否剛度給出的正確與否是直接影響其計算結果的，處理不好，會起到是直接影響其計算結果的，處理不好，會起到畫蛇添足的作用。所以說，并不能因為是畫蛇添足的作用。所以說，并不能因為是“虛虛元元”，其剖面特性給的越小越真實，實踐證明：，其剖面特性給的越小越真實，實踐證明：“虛元素虛元素”的剛度的給定應不小于被的剛度的給定應不小于被“虛元素虛元素”分割前原真實元素在該方向上的剛度貢獻。分割前原真實元素

48、在該方向上的剛度貢獻。104梁式機翼結構有限元分析梁式機翼結構有限元分析105模型簡化和網(wǎng)格劃分模型簡化和網(wǎng)格劃分模型簡化和網(wǎng)格劃分是建立有限元模型中首先模型簡化和網(wǎng)格劃分是建立有限元模型中首先要做的重要工作。它的好壞直接影響到模型的要做的重要工作。它的好壞直接影響到模型的傳力路線和承載能力。模型的簡化一般應反映傳力路線和承載能力。模型的簡化一般應反映出結構的實際剛度，不漏掉也不增加受力的元出結構的實際剛度，不漏掉也不增加受力的元件，能反映出實際傳力路線和傳力特點。網(wǎng)格件，能反映出實際傳力路線和傳力特點。網(wǎng)格的疏密除應根據(jù)實際結構布置外，還應根據(jù)傳的疏密除應根據(jù)實際結構布置外，還應根據(jù)傳力的復

49、雜與否。一般來說，傳力復雜的部位網(wǎng)力的復雜與否。一般來說，傳力復雜的部位網(wǎng)格應密一些，但又不至于造成整個剛度矩陣中格應密一些，但又不至于造成整個剛度矩陣中主元大小差別過大的情況。網(wǎng)格的劃分不應造主元大小差別過大的情況。網(wǎng)格的劃分不應造成元素畸形。諸如元素長寬比失調(diào)，夾角過大、成元素畸形。諸如元素長寬比失調(diào)，夾角過大、過小等。過小等。 106以機翼理論圖為依據(jù)，設計有限元網(wǎng)格。通常以梁肋軸線為線性以機翼理論圖為依據(jù)，設計有限元網(wǎng)格。通常以梁肋軸線為線性元素的實際位置。除了考慮梁肋構件外，外掛支臂、接頭、支座、元素的實際位置。除了考慮梁肋構件外，外掛支臂、接頭、支座、各類作動器都按實際位置定。各類

50、作動器都按實際位置定。為了真實地反映出結構的傳力路線和受力特點，將機翼的所有構為了真實地反映出結構的傳力路線和受力特點，將機翼的所有構件都取作元素（若兩個構件相距太近，為不使其間的元素太細長，件都取作元素（若兩個構件相距太近，為不使其間的元素太細長，合并該二構件，形成一個元素）；元素的幾何位置與構件的幾何合并該二構件，形成一個元素）；元素的幾何位置與構件的幾何位置一致；為了不造成位置一致；為了不造成5點板，或不造成元素的畸變，對于個別點板，或不造成元素的畸變，對于個別元件可以少量移動。元件可以少量移動。對于多梁少肋的結構，如果只按實際結構取，會造成蒙皮的長寬對于多梁少肋的結構，如果只按實際結構

51、取，會造成蒙皮的長寬比過大。為此在各肋之間增加了比過大。為此在各肋之間增加了9條平行于肋的網(wǎng)格線，將蒙皮條平行于肋的網(wǎng)格線，將蒙皮細劃成長寬比適當?shù)木匦卧亍＜殑澇砷L寬比適當?shù)木匦卧?。在沒有梁肋支持的蒙皮和長桁上設點時，為了不造成剛度矩陣奇在沒有梁肋支持的蒙皮和長桁上設點時，為了不造成剛度矩陣奇異，建立必要的虛設梁或肋。其腹板厚度取得很薄，如異，建立必要的虛設梁或肋。其腹板厚度取得很薄，如0.0001mm，因此不影響載荷傳遞。，因此不影響載荷傳遞。武器和副油箱的掛點在劃分網(wǎng)格時要一并考慮。必須在外掛點處武器和副油箱的掛點在劃分網(wǎng)格時要一并考慮。必須在外掛點處建立網(wǎng)格點，以便施加載荷。當武器外

52、掛點和副油箱外掛點不一建立網(wǎng)格點，以便施加載荷。當武器外掛點和副油箱外掛點不一致但又很接近時，可以近似按受載比較大的點來建立。致但又很接近時，可以近似按受載比較大的點來建立。107結構模擬和元素選取結構模擬和元素選取 元素的選取和網(wǎng)格的劃分實際上是不能截然分元素的選取和網(wǎng)格的劃分實際上是不能截然分開的。劃分網(wǎng)格時就要考慮到元素的選取。用開的。劃分網(wǎng)格時就要考慮到元素的選取。用模型中的元素來模擬實際構件，第一要了解結模型中的元素來模擬實際構件，第一要了解結構元件的功能、承載方式、能力，然后選擇合構元件的功能、承載方式、能力，然后選擇合適的元素來模擬該構件。使所選用的元素能體適的元素來模擬該構件。

53、使所選用的元素能體現(xiàn)該構件的力學特性?，F(xiàn)該構件的力學特性。第二還要考慮所選用的元素能不能滿足模型中第二還要考慮所選用的元素能不能滿足模型中力的平衡的要求。力的平衡的要求。第三，對只要求傳載而不考慮剛度和應力的構第三，對只要求傳載而不考慮剛度和應力的構件（或用另外的方法計算應力），可以選用輸件（或用另外的方法計算應力），可以選用輸入數(shù)據(jù)少的元素（如剛性元）。入數(shù)據(jù)少的元素（如剛性元）。108翼根厚蒙皮（特別是主接頭附近）、角盒的底板、側翼根厚蒙皮（特別是主接頭附近）、角盒的底板、側壁、接頭的腹板、掛架附近的厚蒙皮等具有承彎能力壁、接頭的腹板、掛架附近的厚蒙皮等具有承彎能力的構件，采用四邊形承彎板

54、元（的構件，采用四邊形承彎板元（QUAD4元）或三角形元）或三角形承彎板元承彎板元(TRIA3)模擬。另外，在固定前緣的外段，由模擬。另外，在固定前緣的外段，由于蒙皮網(wǎng)格劃分得密，形成了一些無腹板支持的節(jié)點，于蒙皮網(wǎng)格劃分得密，形成了一些無腹板支持的節(jié)點，為了克服力的不平衡，也選取了板彎元。為了克服力的不平衡，也選取了板彎元。薄的蒙皮或腹板，承受正應力的能力比較弱，主要是薄的蒙皮或腹板，承受正應力的能力比較弱，主要是承剪，通常簡化成受剪板元（承剪，通常簡化成受剪板元（SHEAR元）。元）。對于大部分蒙皮和梁、肋腹板等，其厚度介于以上二對于大部分蒙皮和梁、肋腹板等，其厚度介于以上二者之間，選用四

55、邊形或三角形平面應力元。者之間，選用四邊形或三角形平面應力元。絕大部分梁、肋的凸緣、操縱桿、框彈性桿（用以模絕大部分梁、肋的凸緣、操縱桿、框彈性桿（用以模擬部件支持剛度），選用等剖面桿元（擬部件支持剛度），選用等剖面桿元（ROD元）。元）。109內(nèi)、外側副翼操縱支臂的凸緣，接頭的加筋，懸掛伺內(nèi)、外側副翼操縱支臂的凸緣，接頭的加筋，懸掛伺服作動器的梁段等，簡化為梁元（服作動器的梁段等，簡化為梁元（BAR元）。個別梁元）。個別梁的剖面形心離節(jié)點較遠時，考慮偏心的影響。的剖面形心離節(jié)點較遠時，考慮偏心的影響。對于前緣襟翼，內(nèi)、外側副翼的蜂窩芯，選用了六面對于前緣襟翼，內(nèi)、外側副翼的蜂窩芯，選用了六面

56、體元體元(HEXA元）和五面體元元）和五面體元(PENTA元）?；虿捎镁咴；虿捎镁哂杏?個方向剪切模量個方向剪切模量Gxz ，Gyz的剪切板元。的剪切板元。對于前緣襟翼的旋轉作動器，采用了彈簧元模擬（內(nèi)、對于前緣襟翼的旋轉作動器，采用了彈簧元模擬（內(nèi)、外側副翼的伺服作動器也可以用彈簧元模擬）。外側副翼的伺服作動器也可以用彈簧元模擬）。彈簧元是一種標量元，用于兩個自由度之間或一個自彈簧元是一種標量元，用于兩個自由度之間或一個自由度與一個固定點之間的連接。以實現(xiàn)節(jié)點之間按一由度與一個固定點之間的連接。以實現(xiàn)節(jié)點之間按一定彈性條件約束的相對位移，或模擬某些元件的剛度。定彈性條件約束的相對位移，或

57、模擬某些元件的剛度。彈簧元的優(yōu)點是可以不占有任何空間，模擬某些彈性彈簧元的優(yōu)點是可以不占有任何空間，模擬某些彈性元件而免去了為模擬這些元件而形成一些元素。元件而免去了為模擬這些元件而形成一些元素。110梁和墻緣條簡化成等剖面桿元。當蒙皮取為正應力板梁和墻緣條簡化成等剖面桿元。當蒙皮取為正應力板元時，只計算梁緣條本身的面積，梁腹板取梁高度的元時，只計算梁緣條本身的面積，梁腹板取梁高度的16計算。當蒙皮簡化成剪應力板時，應計及蒙皮的面計算。當蒙皮簡化成剪應力板時，應計及蒙皮的面積，等效寬度一般可取為積，等效寬度一般可取為30，當長桁間距較小時，當長桁間距較小時，也可按與蒙皮相連的緣板同寬度計算。也

58、可按與蒙皮相連的緣板同寬度計算。長桁簡化成等剖面桿元。計算方法同梁緣條。長桁簡化成等剖面桿元。計算方法同梁緣條。肋緣條簡化成桿元。肋緣條簡化成桿元。梁、墻、肋的腹板簡化成剪力板元。梁、墻、肋的腹板簡化成剪力板元。蒙皮較薄時可取為剪力板，較厚時可簡化成正應力板蒙皮較薄時可取為剪力板，較厚時可簡化成正應力板元。元。接頭劃分成由桿、板元素組成的小部件。接頭劃分成由桿、板元素組成的小部件。操縱作動筒的拉桿簡化成桿元。圖操縱作動筒的拉桿簡化成桿元。圖4-14 不同材料的零不同材料的零件的組合件的組合 滑軌一般應簡化成空間梁元?；壱话銘喕煽臻g梁元。111112節(jié)點的節(jié)點的x，z坐標自然是梁、長桁的軸

59、線與肋軸坐標自然是梁、長桁的軸線與肋軸線的交點的坐標，線的交點的坐標，y坐標的取法則視情況而定。坐標的取法則視情況而定。 按梁元、桿元的形心給出節(jié)點的按梁元、桿元的形心給出節(jié)點的y坐標，這坐標，這樣由于元件的形心位置差別較大，畫出的模型樣由于元件的形心位置差別較大，畫出的模型圖可能不光順。圖可能不光順。 按抗彎剛度對面積進行修正，計算出切面按抗彎剛度對面積進行修正，計算出切面各元件的面積、形心后，在保證切面抗彎剛度各元件的面積、形心后，在保證切面抗彎剛度不變的情況下，將面積減縮到光滑的理論外形不變的情況下，將面積減縮到光滑的理論外形上或蒙皮內(nèi)表面。這樣能更準確地計算出由彎上或蒙皮內(nèi)表面。這樣能

60、更準確地計算出由彎矩引起的正應力，但由于梁腹板和肋腹板的高矩引起的正應力，但由于梁腹板和肋腹板的高度增加了，可能對梁腹板的剪應力稍有影響。度增加了，可能對梁腹板的剪應力稍有影響。113114模型的拼接和部件的連接模型的拼接和部件的連接 內(nèi)、外側副翼的連接內(nèi)、外側副翼的連接 外側副翼和機翼外側副翼和機翼主翼面之間由主翼面之間由3對耳片和伺服作動器相連。對耳片和伺服作動器相連。與伺服作動器相連的支臂和連接的簡化與伺服作動器相連的支臂和連接的簡化模型如圖模型如圖4-6所示。由于實際有限元模型所示。由于實際有限元模型中節(jié)點編號位數(shù)多，不便于在圖中表示，中節(jié)點編號位數(shù)多，不便于在圖中表示，因此圖中的節(jié)點