[發明專利]一種有孔鈑金受剪結構承載能力計算方法

有效

• 申請號: 202010912059.3
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112035961B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 王鄢;李偉;閆雨哲;邢華璐;林湘齊
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽飛機設計研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/17;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

本申請屬于飛機強度設計領域，特別涉及一種有孔鈑金受剪結構承載能力計算方法。包括：步驟一：對鈑金薄板進行加工，獲取不同整體尺寸以及厚度下的無孔腹板，以及對應整體尺寸以及厚度下的不同開孔尺寸的有孔腹板；獲取無孔腹板的第一承載能力數據以及有孔腹板的第二承載能力數據；建立修正系數曲線；步驟二：獲得實際結構中有孔鈑金受剪結構的整體尺寸、厚度以及開孔尺寸，從修正系數曲線中插值得到有孔鈑金受剪結構的修正系數k；步驟三：根據經典工程計算方法，計算與有孔鈑金受剪結構具有相同整體尺寸以及厚度的無孔鈑金受剪結構的承載能力數據N_xy0；步驟四：根據公式：計算得到有孔鈑金受剪結構的承載能力數據N_xy。本申請方法簡便、高效、準確。

技術領域

本申請屬于飛機強度設計領域，特別涉及一種有孔鈑金受剪結構承載能力計算方法。

背景技術

鈑金薄板在現代飛機內部結構設計中廣泛應用，通常被設計為肋、框的腹板，主要承受剪切載荷。由于系統功能或減重等要求，需要在腹板中心布置減輕孔，孔邊布置彎邊進行加強，如圖1所示，中心孔的布置影響了應力分布及臨界應力。

現有技術中通過建立有限元模型進行數值計算，獲得開孔腹板的承載能力，缺點是計算耗時，邊界條件對計算結果的影響較大。

因此，希望有一種技術方案來克服或至少減輕現有技術的至少一個上述缺陷。

發明內容

本申請的目的是提供了一種有孔鈑金受剪結構承載能力計算方法，以解決現有技術存在的至少一個問題。

本申請的技術方案是：

一種有孔鈑金受剪結構承載能力計算方法，包括：

步驟一：

S11、對鈑金薄板進行加工，獲取不同整體尺寸以及厚度下的無孔腹板，以及對應整體尺寸以及厚度下的不同開孔尺寸的有孔腹板；

S12、獲取所述無孔腹板的第一承載能力數據以及所述有孔腹板的第二承載能力數據；

S13、根據所述第一承載能力數據以及所述第二承載能力數據建立修正系數曲線；

步驟二：獲得實際結構中有孔鈑金受剪結構的整體尺寸、厚度以及開孔尺寸，從所述修正系數曲線中插值得到所述有孔鈑金受剪結構的修正系數k；

步驟三：根據經典工程計算方法，計算與所述有孔鈑金受剪結構具有相同整體尺寸以及厚度的無孔鈑金受剪結構的承載能力數據N_xy0；

步驟四：根據公式：

N_xy＝k×N_xy0

計算得到所述有孔鈑金受剪結構的承載能力數據N_xy。

可選地，S12具體包括：

S121、通過修正的Newton-Raphson法求解彈塑性大變形后屈曲路徑，確定所述無孔腹板承受剪切載荷的第一承載能力計算數據，以及所述有孔腹板承受剪切載荷的第二承載能力計算數據；

S122、對于典型參數的所述無孔腹板以及所述有孔腹板進行試驗驗證，分別獲取典型參數下的所述無孔腹板的第一承載能力試驗數據，以及典型參數下的所述有孔腹板的第二承載能力試驗數據，判斷所述第一承載能力計算數據以及所述第二承載能力計算數據是否滿足精度要求；

S123、通過設計數值試驗矩陣，進行變參計算，獲取不同整體尺寸以及厚度下的所述無孔腹板的第一承載能力數據，以及對應整體尺寸以及厚度下的不同開孔尺寸的所述有孔腹板的第二承載能力數據。

可選地，S122中，所述第一承載能力計算數據以及所述第二承載能力計算數據的精度要求均為誤差不大于10％。