[發明專利]復合材料加筋壁板長桁參數工程確定方法

有效

• 申請號: 201611217576.9
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106709185B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 高偉;張文軍;何四海;王曉輝
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23
• 代理公司: 11008 中國航空專利中心
• 代理人: 杜永保

1.復合材料加筋壁板長桁參數工程確定方法，其特征在于，首先根據有限元節點載荷確定相鄰長桁之間距離，然后根據復合材料加筋壁板局部屈曲載荷和總體屈曲載荷之間的關系，確定出長桁緣條和腹板的厚度和高度，具體包括以下步驟：

第一、確定長桁間距：

①：提取翼展1/3處有限元剖面彎矩載荷M；

②：將①步驟中，剖面彎矩載荷M代入公式(1)，求出復合材料加筋壁板軸力N；

式中：N：上/下翼面總軸力；

M：翼面切面彎矩；

H_cp：翼盒平均高度，計算按公式(2)；

式中：H₁：剖面前梁翼型高度；

H₂：剖面后梁翼型高度；

H_max：剖面最大外形高度；

③：計算翼面承受總軸力所需的總面積A，按公式(3)計算；

式中：E：彈性模量，初步計算E取值55GPa；

ε：設計需用應變，初步設計時ε取值3200με；

④：確定長桁面積A_st和蒙皮面積A_sk；初步計算長桁面積按A_st＝0.35A，蒙皮面積按A_sk＝0.65A；

⑤：確定蒙皮厚度δ_sk，按公式(4)計算；

式中：B：翼面剖面前后梁之間距；

⑥：確定長桁間距b，按公式(5)計算；

式中：b：長桁間距；

D_ij：復合材料加筋壁板蒙皮彎曲剛度系數；初步計算時，0°取值40％，90°取值10％，±45°取值50％；

α：翼肋間距；

m：沿長桁方向屈曲半波數；

N_x：按公式(6)計算；

N_x＝E×ε×δ_sk (6)

第二、確定長桁參數：長桁參數主要有長桁緣條寬度b_f、長桁腹板高度h_w、長桁緣條厚度t_f和長桁腹板厚度t_w：

?。洪L桁緣條厚度t_f一般為蒙皮厚度的0.5～0.8δ_sk，初步計算t_f＝0.8δ_sk；

ⅱ：長桁腹板厚度t_w取值為2倍的長桁緣條厚度t_f，t_w＝2t_f；

ⅲ：確定長桁緣條寬度b_f，按公式(7)計算；

b_f＝6D+t_w+14 (7)

式中：D：修理時所需要緊固件直徑；

t_w：長桁腹板厚度；

ⅳ：確定長桁腹板高度h_w，按公式(8)計算；

式中：N_x：按公式(6)計算得出；

b：按公式(5)計算得出；

λ：形狀系數，初步計算λ＝1.2；

G：長桁腹板剪切模量，初步計算G取值15～20；

t_w：長桁腹板厚度；

P_e：復合材料加筋壁板歐拉屈曲載荷，初步計算按公式(9)計算；

式中：c：復合材料加筋壁板端部支持系數，初步計算c＝1；

EI：復合材料加筋壁板剖面彎曲剛度；

α：翼肋之間距離。