[發(fā)明專利]一種具有開(kāi)口的縱向壁板的強(qiáng)度計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510836198.1
• 申請(qǐng)日: 2015-11-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105468915B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡永明;尚晉;曹明哲;王廣帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京航信高科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 周良玉

本發(fā)明涉及飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有開(kāi)口的縱向壁板的強(qiáng)度計(jì)算方法，以解決現(xiàn)有大開(kāi)口縱向壁板的強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確且效率低的問(wèn)題。計(jì)算方法包括如下步驟：判斷縱向壁板的開(kāi)口是否滿足預(yù)定的計(jì)算條件；滿足預(yù)定條件時(shí)計(jì)算開(kāi)口根部的預(yù)定截面的內(nèi)力；根據(jù)工程梁算法計(jì)算開(kāi)口的預(yù)定截面的應(yīng)力；對(duì)預(yù)定截面的應(yīng)力進(jìn)行修正；根據(jù)修正后的預(yù)定截面的應(yīng)力計(jì)算開(kāi)口角點(diǎn)腹板的Von Mises應(yīng)力；將修正后的預(yù)定截面的應(yīng)力和角點(diǎn)腹板的Von Mises應(yīng)力與預(yù)定的許用應(yīng)力值進(jìn)行比較，得到縱向壁板的靜強(qiáng)度。本發(fā)明的具有開(kāi)口的縱向壁板的強(qiáng)度計(jì)算方法，能更準(zhǔn)確高效的計(jì)算出縱向壁板在大開(kāi)口處的應(yīng)力情況，保證縱向壁板強(qiáng)度的前提下減輕結(jié)構(gòu)重量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有開(kāi)口的縱向壁板的強(qiáng)度計(jì)算方法。

背景技術(shù)

飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，因減重及設(shè)備安裝的需要，通常需要在縱向壁板中布置大開(kāi)口。一般大開(kāi)口縱向壁板的強(qiáng)度計(jì)算方法，是將縱向壁板在大開(kāi)口周圍的部分簡(jiǎn)化成剛框，按剛圍框理論計(jì)算縱向壁板的內(nèi)力及截面應(yīng)力，進(jìn)而評(píng)估大開(kāi)口縱向壁板的靜強(qiáng)度。

但是，縱向壁板在大開(kāi)口周圍的部分一般都不滿足剛圍框的條件，并且剛圍框的選取范圍沒(méi)有明確的界定，按剛圍框理論設(shè)計(jì)的縱向壁板往往過(guò)于保守，付出較大的結(jié)構(gòu)重量代價(jià)，計(jì)算效率低，且最終得到的強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了一種具有開(kāi)口的縱向壁板的強(qiáng)度計(jì)算方法，以解決現(xiàn)有大開(kāi)口縱向壁板的強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確且效率低的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種具有開(kāi)口的縱向壁板的強(qiáng)度計(jì)算方法，包括如下步驟：

步驟一、判斷縱向壁板的開(kāi)口是否滿足預(yù)定的計(jì)算條件，滿足所述預(yù)定條件時(shí)進(jìn)行步驟二；

步驟二，計(jì)算所述開(kāi)口根部的預(yù)定截面的內(nèi)力；

步驟三，根據(jù)工程梁算法計(jì)算所述開(kāi)口的預(yù)定截面的應(yīng)力；

步驟四，對(duì)所述預(yù)定截面的應(yīng)力進(jìn)行修正；

步驟五，根據(jù)修正后的所述預(yù)定截面的應(yīng)力計(jì)算所述開(kāi)口角點(diǎn)腹板的Von Mises應(yīng)力；

步驟六，將修正后的所述預(yù)定截面的應(yīng)力和所述角點(diǎn)腹板的Von Mises應(yīng)力與預(yù)定的許用應(yīng)力值進(jìn)行比較，得到所述縱向壁板的靜強(qiáng)度。

優(yōu)選的，所述縱向壁板以及所述開(kāi)口的平面形狀為矩形。

優(yōu)選的，在所述步驟一中，所述預(yù)定的計(jì)算條件為：

b≥0.4h且0.2h≤a≤0.75h，

其中，a為所述縱向壁板的開(kāi)口的長(zhǎng)，b為所述縱向壁板的開(kāi)口的寬，h為縱向壁板的寬。

優(yōu)選的，所述預(yù)定截面為沿所述開(kāi)口的寬度方向的截面。

優(yōu)選的，在所述步驟二中，當(dāng)所述開(kāi)口上下結(jié)構(gòu)的所述預(yù)定截面彎曲剛度比值在0.8～1.25范圍內(nèi)時(shí)，分別根據(jù)如下公式計(jì)算所述預(yù)定截面的彎矩M、軸力N以及剪力Q：

M＝qa(h+b)/8；N＝qa/2；Q＝qh/2；

其中，q為所述縱向壁板的剪流。

優(yōu)選的，在所述步驟二中，當(dāng)所述開(kāi)口上下結(jié)構(gòu)的所述預(yù)定截面彎曲剛度比值不在0.8～1.25范圍內(nèi)時(shí)，從有限元模型中提取所述預(yù)定截面的彎矩M、軸力N以及剪力Q。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明的具有開(kāi)口的縱向壁板的強(qiáng)度計(jì)算方法，針對(duì)大開(kāi)口縱向壁板，能更準(zhǔn)確高效的計(jì)算出縱向壁板在大開(kāi)口處的應(yīng)力情況，保證縱向壁板強(qiáng)度的前提下減輕結(jié)構(gòu)重量。

附圖說(shuō)明