大型民机金属结构机身框与长桁间连接角片的细化有限元模型建模方法研究

对大型民机机体结构建立有限元模型进行强度分析是民机结构强度分析的主要手段之一，随着计算机运算能力的不断提高，有限元模型由原来的自然网格有限元模型逐步向网格尺度更小的细化有限元模型发展，这对细化有限元模型中飞机结构的建模方法提出了新的挑战。连接角片是连接机身框与长桁的常用结构件，主要作用是使机身框和长桁之间能互相提供支持且变形协调，是飞机上除了紧固件之外数量最多的零件之一，由于连接角片受力特殊，其在细化有限元模型的建模方法直接影响模型建模质量。本文首先将连接角片在局部精细化有限元模型中分别简化成梁元和标准精细化单元，对两种建模方案的计算结果进行了对比分析，最后提出一种能较真实模拟实际受力状态的、适用于细化有限元模型的连接角片建模方法，解决了连接角片细化模型建模难的问题。

研究背景

对大型民机机体结构建立全机有限元模型是对民机结构强度分析的必要手段，为了准确高效得到飞机结构的强度分析结果，国内外主要飞机研发单位对如何建立合适规模的全机有限元模型展开了全面、深入的研究。在大型民机初步设计阶段，各飞机研发单位会结合成熟的工程经验和已有的试验数据建立忽略细节信息、高度简化的全机自然网格有限元模型，对飞机结构设计方案进行快速分析，但这种模型用于分析结构细节部位时分析精度较差，对被忽略的细节部位甚至无法分析。……