[發(fā)明專利]一種復合材料加筋壁板軸壓穩(wěn)定性計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710645288.1
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107506529B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 蘇雁飛;趙占文;惠紅軍
• 申請（專利權）人: 中國航空工業(yè)集團公司西安飛機設計研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F119/14
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

1.一種復合材料加筋壁板軸壓穩(wěn)定性計算方法，其特征在于：

首先確定復合材料加筋壁板的計算模型，由于所述復合材料加筋壁板由蒙皮和多個均勻排布的筋條組成，故以相鄰兩個筋條之間的典型單元進行分析，并建立坐標系，其中復合材料加筋壁板其長度為a，寬度為B，筋條間距為b，受到單位長度的均布軸壓載荷N_x作用，因此所述坐標系建立準則為：以復合材料加筋壁板的長度方向為x方向，寬度方向為y方向，z向符合右手坐標系；

其次確定筋條對蒙皮的支持系數(shù)，設一筋條對蒙皮的支持系數(shù)為k_L，另一筋條對蒙皮的支持系數(shù)為k_R，則當k_L＝k_R＝0時，筋條對蒙皮的支持狀態(tài)為簡支，當k_L＝k_R＝∞時，筋條對蒙皮的支持狀態(tài)為固支，但筋條對蒙皮的支持狀態(tài)介于簡支與固支之間，故建立筋條對蒙皮支持系數(shù)k的表達式

式中：D_ij為復合材料層壓板的彎曲剛度矩陣，i,j＝1,2,6，角標skin指代蒙皮，stringer指代筋條；

最后確定復合材料加筋壁板軸壓穩(wěn)定性臨界屈曲載荷，包括：

對于建立的典型單元，由于筋條對蒙皮的支持狀態(tài)介于簡支與固支之間，即屬于彈性支持，因此設定z方向的位移函數(shù)w(x,y)表達式為：

式中：β為常數(shù)；m為復合材料加筋壁板沿著x方向的屈曲半波數(shù)；為常數(shù)項，其由位移邊界條件確定；

其中位移邊界條件為：

根據(jù)位移邊界條件最終確定位移函數(shù)w(x,y)表達式為：

之后，復合材料加筋壁板的彈性應變能記為U_e，沿著板彈性支持邊的彈性應變能記為U_Γ，沿著加載方向的屈曲載荷所做的外力功記為V，則復合材料加筋壁板的總勢能∏為：Π＝U_e+U_Γ-V；

根據(jù)最小勢能原理，則有：δΠ＝δU_e+δU_Γ-δV＝0

其中：

將位移函數(shù)w(x,y)表達式帶入最小勢能原理，可得屈曲載荷為：

令可得臨界屈曲載荷表達式為：

式中，各系數(shù)表達式如下：