民用飞机机身结构快速设计及自动化调整.pdf

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1、2014年6月第40卷第6期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsJune2014V01．40No．6民用飞机机身结构快速设计及自动化调整陈稗罗明强武哲(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)摘要：为了在飞机设计前期对结构进行较详细的考虑，满足在设计前期进行以强度为约束的重量特性评估、方案评估等方面的需求，研究了民用飞机机身结构快速设计、建模以及模型自动化调整的方法，并运用该方法在一个开放式飞机总

2、体设计环境中开发实现了此功能．定义了飞机机身坐标系，提出了机身各类结构件的参数化描述及构建模型的方法，建立了交互式机身结构设计环境，可自动获取结构的体积、重量和惯性矩等信息．在此基础上实现了模型自动化调整和重量特性的同步更新，为总体设计阶段进行飞机重量、气动和结构的多学科设计优化奠定了基础．最后，用设计实例验证了该方法的有效性．关键词：飞机总体设计；机身结构；参数化建模；自动调整；结构快速设计中图分类号：V221文献标识码：A文章编号：1001-5965(2014)06·0782-06Rapidstr

3、ucturedesignandautomatedadjustmentofciviIaircraftfuselageChenBaiLuoMingqiangWuZhe(SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Toimprovethequalityandefficiencyofcivilaircraftdesign，it

4、wouldbebettertotakestruc-turedesignintoaccountearlier，insteadofbeginningstructuredesigninlaterpreliminarydesignphaseorde-taildesignphase．Amethodtoimplementfuselagestructurerapiddesign，modeling，andautomatedadjust-mentforcivilaircraftwasstudied．Theparamet

5、ricmodelingmethodoffuselagestructurewasrepresented，andafunctionalityofrapidfuselagestructuredesignforcivilaircraft，whichcanobtainthecharacteristicsinclu-dingmass，centreofgravityandinertia，wasdevelopedinanopenaircraftconceptual／preliminarydesignsys-tem．I

6、naddition，theautomaticadjustmentoffuselagestructuremodelandautomaticupdateofmasspropertydatawereimplemented，whichcontributetomuhidisciplinaryoptimizationwork．Aninstancewaspresentedtoillustratethatthisimplementationmethodisfeasibleandeffective．Keywords：a

7、ircraftconceptual／preliminarydesign；fuselagestructure；parametricmodeling；automatedadjustment；rapidstructuredesign飞机总体设计是飞机研制工作中最为重要的阶段⋯，该阶段虽然只占总研制工作量或费用的20％～30％，但对飞机设计方案的技术可行程度却占70％～80％旧o，因此提高飞机总体设计的质量非常关键．飞机设计涉及诸多航空科学技术的应用与权衡¨。3，因此在设计前期就应尽可能多地考虑到各方面的影响

8、因素．在现代民用飞机设计中，结构一般作为专业问题在初步或详细设计阶段予以考虑，其模型的构建则需要花费几周甚至几个月的时间，并且难以在外形修改后随之调整哺J．飞机总体设计是一个反复迭代、多轮逼近的过程o7

9、，这样的方式难免会影响飞机的设计效收稿日期：2013-07-02；网络出版时间：2014-03-0514：35；DOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2013．0391网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detaiL／11