[發(fā)明專利]一種加筋壁板極限載荷計算修正方法

有效

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• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108108522B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設計）人: 聶小華;吳存利
• 申請（專利權）人: 中國飛機強度研究所
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;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: 劉麗萍

本發(fā)明屬于飛機強度技術，涉及一種加筋壁板極限載荷計算修正方法。本發(fā)明給出的加筋壁板失穩(wěn)破壞載荷修正公式，主要考慮了筋條的抗彎剛度比，利用加筋板試驗數據擬合了修正公式中的系數項。利用該修正公式，對分析計算結果進行修正，使之與試驗結果相近，減小分析值與試驗值的誤差。

技術領域

本發(fā)明屬于飛機強度技術，涉及一種加筋壁板極限載荷計算修正方法。

背景技術

從載荷形式來看，加筋壁板的失效有受壓失效，剪切失效，壓剪復合失效等，其中加筋壁板承受軸向壓縮載荷失效一直倍受關注，目前飛機加筋壁板在軸壓載荷下極限承載能力的計算，采用經驗或半經驗公式，最典型的計算方法有：分段處理法、極限載荷法。分段處理法又可根據柱的長細比不同，分為短加筋平板強度計算的壓損方法、中長加筋板強度計算的約翰遜法、長加筋板強度計算的歐拉方法。約翰遜法可有效計算中長加筋板結構極限載荷，它已成為飛機結構強度設計師首選的計算方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是：提供一種加筋壁板極限載荷計算修正方法，使計算值與試驗值一致。

本發(fā)明的技術方案是：一種加筋壁板極限載荷計算修正方法，其步驟如下：

1)加筋板極限載荷計算的約翰遜–歐拉方程為

式中：

——加筋板的破壞應力；

σ_f——加筋板的壓損應力；

E——加筋板的彈性模量；

L為加筋板的長度，C為端部支持系數；

I和A分別為加筋剖面的慣性矩和面積。

2)約翰遜–歐拉方程修正公式

對式(1)加筋板極限載荷計算公式進行修正，采取以下修正公式：

式(2)中，η_μ為約翰遜–歐拉公式的修正因子；b為筋條間板的寬度；r為板的曲率半徑；μ₁考慮試驗設備、試驗裝置、試驗狀態(tài)、試件的初始缺陷因素引起誤差修正系數；μ₂為γ_nasa項的修正系數，γ_nasa是一個與板的厚度及曲率半徑相關的修正系數，其計算方法見式(3)；μ₃為γ_ett的修正系數，γ_ett是筋條的抗彎剛度比，這一項主要考慮加筋條對板的支持效果。加筋條的相對彎曲剛度不同，直接影響著加筋板的屈曲模態(tài)，這可以從圖2中看出，當加筋板的抗彎剛度大于筋條的最小抗彎剛度時，板的屈曲形式為第Ⅰ、Ⅱ型，其中第Ⅰ型為板不對稱屈曲波態(tài)，第Ⅱ型為板的對稱屈曲模態(tài)；當加筋板的抗彎剛度小于筋條最小的抗彎剛度時，板的屈曲模態(tài)為圖2中的第Ⅲ型。可見加筋板結構中，筋條的抗彎剛度在加筋板的屈曲中起著比較重要的最用，是計算加筋板破壞載荷一個重要因素。所以在加筋板結構承載能力計算中，將加筋條的抗彎剛度比作為一項修正系數加以考慮。式(2)中與短加筋曲板相關的量，其值這樣確定：如果值大于1則令如果值小于0.7，則令

①γ_nasa計算

γ_nasa是一個與板的厚度及曲率半徑相關的項，可采用下列方法計算：

式(3)中，t為板的厚度。

式(3)在r/t1500范圍內適用。從式(3)可以知道γ_nasa與r/t的關系可以用函數的形式表達，對于每一塊加筋曲板都可以根據其幾何尺寸得到其γ_nasa。

②γ_ett的計算