直升机舱门不均匀分布气动载荷加载方法研究

李玉莲 袁胜弢

(哈尔滨飞机工业集团有限责任公司飞机设计研究所，哈尔滨150066)

应力分析是直升机结构强度设计最重要的工作内容之一，随着商业分析软件的快速发展，有限元已经成为复杂结构应力分析中最重要的工具[1]。结构强度有限元分析过程包括有限元前处理、求解计算和后处理。对于直升机舱门结构强度有限元分析前处理工作，气动载荷是分析设计工作中非常重要的载荷设计输入[2]。在国内航空界大部分科研院所，气动载荷分布由载荷专业计算，结构强度分析专业在有限元的前处理工作中将该载荷模拟并施加在有限元模型节点(单元)上，以进行有限元的求解计算工作。在工程设计中，将不均匀分布气动载荷施加到有限元节点上是一项非常繁琐但又很重要的工作。截至目前，航空航天行业广泛应用的有限元分析软件如Patran/Nastran，Abaqus等，尽管提供了强大的有限元分析计算功能，但对于不均匀分布面载荷还不能自动实现加载。人工手动对有限元节点或者单元进行逐个加载，满足不了实际工程设计的需求，因为直升机结构强度设计中的载荷工况较多，而且有限元细节模型的节点数目非常庞大，逐个单元或者节点的加载方式严重影响载荷施加的效率以及质量。如何提高有限元分析前处理工作中加载的效率与质量成为国内外专家学者重视的问题。

为了解决有限元分析前处理中施加不均匀分布气动载荷这一难题，国内外出现了很多算法。……