飛機外蒙皮上非受力結構有限元模型設計淺析

摘 要:飛機外蒙皮上的非受力結構具有這樣的特性，既要向飛機傳遞本身的氣動載荷，又不參與飛機整體受力。所以為該類結構建立有限元模型時，要綜合考慮上述兩個因素，以免出現有限元局部模型失真的情況。本文根據實際工作中所碰到的一些特殊問題，總結出該類結構的有限元模擬方法。

關鍵詞:非受力結構 RBE2 RBE3 MPC Independent node Dependent node

中圖分類號:V261.3文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(c)-0045-02

1 引言

為了保證更好的設計精度和安全性，現代飛機設計對細節的要求越來越高。我們在Patran中建立飛機有限元模型時，經常會碰到一些用普通單元無法解決的問題，比如，民機的旅客觀察窗、外蒙皮的非受力口蓋等。這些結構具有這樣的特性，既要向飛機傳遞本身的氣動載荷，又不參與飛機整體受力，即該結構需要設計為只向外傳遞氣動載荷而不傳遞機身載荷。

2 理論依據

為了解決這類問題，我們需要使用Patran中的MPC單元:RBE2和RBE3，下面先敘述這兩種MPC單元的工作原理。

2.1 RBE2

RBE2單元是一種剛性單元，它由一個主節點(independent node)和若干個從節點(dependent node)構成。主節點和從節點之間被約束的自由度不能有相對位移，從節點之間被約束的自由度也不能有相對位移，即RBE2內所有的節點在被約束的自由度上是剛性的。所以RBE2的從節點適用于連接在一個較為剛性的子結構上。

2.2 RBE3

RBE3單元是一種柔性連接單元，由若干個主節點(independent node)和一個從節點(dependent node)構成。它建立了不同節點的力與力矩的分配關系，也稱之為插值單元。其局部剛度為零，不會對系統剛度產生影響?！?br>