[發明專利]一種拉壓剪復合載荷作用的加筋壁板失效預測方法

有效

• 申請號: 202010725125.6
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111948044B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 王彬文;陳向明;王喆;成李南;楊鈞超;柴亞南
• 申請（專利權）人: 中國飛機強度研究所
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/24;G06F17/12
• 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: 劉傳準

1.一種拉壓剪復合載荷作用的加筋壁板失效預測方法，用于在拉伸、壓縮及剪切力共同作用下的加筋壁板的失效預測，所述加筋壁板由正交各向異性復合材料制成，正交各向異性材料指通過這種材料的任意一點都存在三個相互垂直的對稱面，垂直于對稱面的方向稱為彈性主方向，在彈性主方向上，材料的彈性特性相同，在材料主方向上的剪切力的方向不會改變其承載能力；其特征在于，所述方法包括：

步驟S1、獲得由拉壓載荷分量一次項、拉壓載荷分量二次項以及剪切載荷分量二次項組成的冪級失效方程，所述冪級失效方程為一時表示結構達到了起始損傷臨界狀態；

步驟S2、獲取單純剪切載荷作用下的剪切失效臨界載荷，帶入所述冪級失效方程，計算所述剪切載荷分量二次項的系數；

步驟S3、將由軸向載荷的單獨作用下的冪級失效方程轉變為一元二次方程，根據加筋壁板在軸向載荷作用下的失效機制，確定所述一元二次方程的正解為拉伸失效載荷，負解為壓縮失效載荷，獲取拉伸失效載荷及壓縮失效載荷，根據韋達定理求解所述拉壓載荷分量一次項的系數及所述拉壓載荷分量二次項的系數；

步驟S4、基于由所述剪切載荷分量二次項的系數、所述拉壓載荷分量一次項的系數及所述拉壓載荷分量二次項的系數構成的冪級失效方程來對加筋壁板進行失效預測。

2.如權利要求1所述的拉壓剪復合載荷作用的加筋壁板失效預測方法，其特征在于，獲得所述冪級失效方程包括：

步驟S11、將由拉壓載荷和剪切載荷形成的失效相關函數展開，獲得由拉壓載荷分量和剪切載荷分量組成的冪級數形式函數；

步驟S12、通過舍去三次以上的高階項來簡化所述冪級數形式函數；

步驟S13、根據正負剪切載荷對結構失穩影響相同的原理，將所述剪切載荷分量的一次項系數設置為零，從而形成包括三個未知量的冪級失效方程，所述三個未知量分別包括與拉壓載荷分量一次項相關的第一待定系數，與拉壓載荷分量二次項相關的第二待定系數，以及與剪切載荷分量二次項相關的第三待定系數。

3.如權利要求1所述的拉壓剪復合載荷作用的加筋壁板失效預測方法，其特征在于，步驟S2中，通過剪切試驗獲取單純剪切載荷作用下的剪切失效臨界載荷。

4.如權利要求1所述的拉壓剪復合載荷作用的加筋壁板失效預測方法，其特征在于，步驟S3中，通過壓縮試驗獲取所述壓縮失效載荷，通過拉伸試驗獲取所述拉伸失效載荷。

5.如權利要求1所述的拉壓剪復合載荷作用的加筋壁板失效預測方法，其特征在于，步驟S3中，通過壓縮試驗獲取所述壓縮失效載荷，并將所述拉伸失效載荷設定為無窮大，從而簡化所述冪級失效方程。

6.如權利要求1所述的拉壓剪復合載荷作用的加筋壁板失效預測方法，其特征在于，步驟S1中的冪級失效方程為：

其中，N_x為拉壓載荷，N_xy為剪切載荷，a₁，a₂和b₂為待定系數。