一種直升機低周疲勞載荷譜編制方法與流程
2023-06-01 13:25:06
本發明涉及直升機結構疲勞設計
技術領域：
，特別是涉及一種直升機低周疲勞載荷譜編制方法。
背景技術：
：低周疲勞載荷譜是直升機結構疲勞設計與評定的重要輸入之一。傳統的低周疲勞載荷譜編制需要包含各飛行狀態使用順序的直升機任務譜；而由於直升機使用的靈活性，包含各飛行狀態使用順序的直升機任務譜難以確定，傳統的低周疲勞載荷譜編制方法難以實現。因此，希望有一種技術方案來克服或至少減輕現有技術的至少一個上述缺陷。技術實現要素：本發明的目的在於提供一種直升機低周疲勞載荷譜編制方法來克服或至少減輕現有技術的至少一個上述缺陷。為實現上述目的，本發明提供一種直升機低周疲勞載荷譜編制方法，所述直升機低周疲勞載荷譜編制方法包括如下步驟：步驟1：獲得各個飛行狀態的載荷最大值、載荷最大值作用次數、載荷最小值以及載荷最小值作用次數；步驟2：製作排序結果表；步驟3：根據所述排序結果表各行獲得各級載荷歷程，從而獲得n個直升機低周疲勞載荷譜；步驟4：設定預設條件，從而從n個直升機低周疲勞載荷譜中選擇一個直升機低周疲勞載荷譜作為實際使用直升機低周疲勞載荷譜。優選地，所述步驟1中的載荷最大值以及載荷最小值通過載荷理論計算方法獲得或者飛行載荷測試方法獲得。優選地，所述步驟1中的載荷最大值作用次數以及載荷最小值作用次數採用如下公式獲得：ni＝(ti×T)/(tci)，其中，ni為載荷最大值作用次數或載荷最小值作用次數；ti為Ci的時間佔比，Ci為某一飛行狀態，T為低周載荷譜周期，tci為Ci進行一次的時長；Ci包含停地工況，停地工況的作用次數取飛行譜規定的每小時起落次數nql與T的乘積。優選地，所述排序結果表包括四列參數，其中第一列為載荷最大值、第二列為載荷最大值作用次數、第三列為載荷最小值、第四列為載荷最小值作用次數；所述第一列按照載荷最大值的載荷量從大到小排列；所述第二列的載荷最大值作用次數為與所述第一列的載荷最大值所對應的載荷最大值作用次數；所述第三列的載荷最小值按照載荷最小值的載荷量從小到大排列；所述第四列的載荷最小值作用次數為與所述第三列的載荷最小值所對應的載荷最小值作用次數。優選地，所述步驟3具體為：步驟31：從排序結果表中取出排第一行的載荷最大值作為第一級載荷歷程中的載荷最大值、從排序結果表中取出排第一行的載荷最小值作為第一級載荷歷程中的載荷最小值、從排序結果表中取出載荷最大值作用次數與載荷最小值作用次數中共同的次數作為第一級載荷歷程中的循環次數，從而形成第一級載荷歷程；步驟32：保留載荷最大值作用次數與載荷最小值作用次數中的差值次數以及該差值次數所對應的載荷最大值或載荷最小值，並修改排序結果表，將步驟31中使用的參數從排序結果表中剔除；步驟33：將所述步驟32修改後的排序結果表重複所述步驟31，從而獲得第二級載荷歷程；步驟34：將所述步驟33中的修改後的排序結果表重複所述步驟32，從而獲得第二次修改後的排序結果表；步驟35：按照所述步驟31至所述步驟34的方法繼續進行，從而獲得第N次載荷歷程，直至各載荷歷程次數nlci的和分別達到nql×T×n次，從而獲得n個直升機低周疲勞載荷譜；其中，所述n為除0外的任意整數；nql為飛行譜規定的每小時起落次數；T為低周載荷譜周期。優選地，所述n的取值範圍為1至6。優選地，所述n的取值為6。優選地，所述預設條件為：繪製各直升機低周疲勞載荷譜的壽命曲線，取出各直升機低周疲勞載荷譜對應目標壽命的疲勞極限值S，從而得到多個疲勞極限值，分別比較每兩個相差最小的疲勞極限值，並判斷該兩個相差最小的疲勞極限值是否滿足如下公式：S小值>kσ×S大值，若滿足，則取該S大值所對應的直升機低周疲勞載荷譜為實際使用直升機低周疲勞載荷譜；若不滿足，則繼續進行比較，直至滿足該公式；其中，S小值指兩個相差最小的疲勞極限值中數值小的疲勞極限值，S大值指兩個相差最小的疲勞極限值中數值大的疲勞極限值；kσ為係數。優選地，所述kσ取值範圍為0.97至0.999。採用本申請的直升機低周疲勞載荷譜編制方法能基於已有的各飛行狀態載荷，系統地處理各飛行狀態使用順序，滿足疲勞設計與評定的要求。能夠滿足直升機使用的要求。附圖說明圖1是根據本發明一實施例的直升機低周疲勞載荷譜編制方法的流程示意圖。具體實施方式為使本發明實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護範圍的限制。圖1是根據本發明一實施例的直升機低周疲勞載荷譜編制方法的流程示意圖。如圖1所示的直升機低周疲勞載荷譜編制方法包括如下步驟：步驟1：獲得各個飛行狀態的載荷最大值、載荷最大值作用次數、載荷最小值以及載荷最小值作用次數；步驟2：製作排序結果表；步驟3：根據所述排序結果表各行獲得各級載荷歷程，從而獲得n個直升機低周疲勞載荷譜；步驟4：設定預設條件，從而從n個直升機低周疲勞載荷譜中選擇一個直升機低周疲勞載荷譜作為實際使用直升機低周疲勞載荷譜。在本實施例中，步驟1中的載荷最大值以及載荷最小值通過載荷理論計算方法獲得或者飛行載荷測試方法獲得。可以理解的是，載荷理論計算方法與飛行載荷測試方法均為現有技術，在此不再贅述。在本實施例中，步驟1中的載荷最大值作用次數以及載荷最小值作用次數採用如下公式獲得：ni＝(ti×T)/(tci)，其中，ni為載荷最大值作用次數或載荷最小值作用次數；ti為Ci的時間佔比，Ci為某一飛行狀態，T為低周載荷譜周期，tci為Ci進行一次的時長；Ci包含停地工況，停地工況的作用次數取飛行譜規定的每小時起落次數nql與T的乘積。在本實施例中，排序結果表包括四列參數，其中第一列為載荷最大值、第二列為載荷最大值作用次數、第三列為載荷最小值、第四列為載荷最小值作用次數；所述第一列按照載荷最大值的載荷量從大到小排列；第二列的載荷最大值作用次數為與所述第一列的載荷最大值所對應的載荷最大值作用次數；第三列的載荷最小值按照載荷最小值的載荷量從小到大排列；第四列的載荷最小值作用次數為與第三列的載荷最小值所對應的載荷最小值作用次數。舉例來說，排序結果表1如下(下表1為示例性表格，其具體內容不代表1任何意義)：表1：在本實施例中，步驟3具體為：步驟31：從排序結果表中取出排第一行的載荷最大值作為第一級載荷歷程中的載荷最大值、從排序結果表中取出排第一行的載荷最小值作為第一級載荷歷程中的載荷最小值、從排序結果表中取出載荷最大值作用次數與載荷最小值作用次數中共同的次數作為第一級載荷歷程中的循環次數，從而形成第一級載荷歷程；步驟32：保留載荷最大值作用次數與載荷最小值作用次數中的差值次數以及該差值次數所對應的載荷最大值或載荷最小值，並修改排序結果表，將步驟31中使用的參數從排序結果表中剔除；步驟33：將步驟32修改後的排序結果表重複步驟31，從而獲得第二級載荷歷程；步驟34：將所述步驟33中的修改後的排序結果表重複所述步驟32，從而獲得第二次修改後的排序結果表；步驟35：按照所述步驟31至所述步驟34的方法繼續進行，從而獲得第N次載荷歷程，直至各載荷歷程次數nlci的和分別達到nql×T×n次，從而獲得n個直升機低周疲勞載荷譜；其中，所述n為除0外的任意整數；nql為飛行譜規定的每小時起落次數；T為低周載荷譜周期。以上表舉例，步驟31：從排序結果表中取出排第一行的載荷最大值作為第一級載荷歷程中的載荷最大值(65719.9)、從排序結果表中取出排第一行的載荷最小值作為第一級載荷歷程中的載荷最小值(-18459.2)、從排序結果表中取出載荷最大值作用次數(10次)與載荷最小值作用次數(8次)中共同的次數(8次)作為第一級載荷歷程中的循環次數，從而形成第一級載荷歷程。步驟32：保留載荷最大值作用次數與載荷最小值作用次數中的差值次數(10-8＝2)以及該差值次數所對應的載荷最大值或載荷最小值(此處保留載荷最大值)，並修改排序結果表，將步驟31中使用的參數從排序結果表中剔除；將表1修改後如下表2；表2：步驟33：將步驟32修改後的排序結果表重複步驟31，從而獲得第二級載荷歷程；以表2舉例來說，從排序結果表中取出排第一行的載荷最大值作為第一級載荷歷程中的載荷最大值(65719.9)、從排序結果表中取出排第一行的載荷最小值作為第一級載荷歷程中的載荷最小值(-14594.1)、從排序結果表中取出載荷最大值作用次數(2次)與載荷最小值作用次數(9次)中共同的次數(2次)作為第一級載荷歷程中的循環次數，從而形成第一級載荷歷程。步驟34：將步驟33中的修改後的排序結果表重複步驟32，從而獲得第二次修改後的排序結果表；以表2舉例來說，步驟32：保留載荷最大值作用次數與載荷最小值作用次數中的差值次數(9-2＝7)以及該差值次數所對應的載荷最大值或載荷最小值(此處保留載荷最小值)，並修改排序結果表，將步驟33中使用的參數從排序結果表中剔除。將表2修改後如下表3；表3：載荷最大值，N次數載荷最小值，N次數64719.95-14594.1763719.94-14407.3262719.97-12815.3861719.96-12688.64步驟35：按照步驟31至步驟34的方法繼續進行，從而獲得第N次載荷歷程(繼續重複上述步驟)，直至各載荷歷程次數nlci的和分別達到nql×T×n次，從而獲得n個直升機低周疲勞載荷譜；其中，n為除0外的任意整數；nql為飛行譜規定的每小時起落次數；T為低周載荷譜周期。可以理解的是，n的取值範圍為1至6。在本實施例中，n的取值為6。在本實施例中，預設條件為：繪製各直升機低周疲勞載荷譜的壽命曲線，取出各直升機低周疲勞載荷譜對應目標壽命的疲勞極限值S，從而得到多個疲勞極限值，分別比較每兩個相差最小的疲勞極限值，並判斷該兩個相差最小的疲勞極限值是否滿足如下公式：S小值>kσ×S大值，若滿足，則取該S大值所對應的直升機低周疲勞載荷譜為實際使用直升機低周疲勞載荷譜；若不滿足，則繼續進行比較，直至滿足該公式；其中，S小值指兩個相差最小的疲勞極限值中數值小的疲勞極限值，S大值指兩個相差最小的疲勞極限值中數值大的疲勞極限值；kσ為係數。在本實施例中，所述kσ取值範圍為0.97至0.999。採用本申請的直升機低周疲勞載荷譜編制方法能基於已有的各飛行狀態載荷，系統地處理各飛行狀態使用順序，滿足疲勞設計與評定的要求。能夠滿足直升機使用的要求。最後需要指出的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制。儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。當前第1頁1 2 3