[發(fā)明專利]一種確定平板結(jié)構(gòu)在軸壓載荷作用下的布局方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011603516.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN112699474A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹凱軍;李明強(qiáng);盧茜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F119/14
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心 11008
• 代理人: 白瑤君

本發(fā)明涉及飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種確定平板結(jié)構(gòu)在軸壓載荷作用下的布局方法。該方法包括如下步驟：獲取已知的平板緣條軸壓載荷，平板面板軸壓載荷，平板面板長(zhǎng)度、寬度及厚度；根據(jù)布局公式，計(jì)算平板面板分段個(gè)數(shù)、平板緣條分段個(gè)數(shù)和截面尺寸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種確定平板結(jié)構(gòu)在軸壓載荷作用下的布局方法。

背景技術(shù)

在飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于結(jié)構(gòu)裝配、對(duì)接或者功能(比如裝卸貨物等)的需要，機(jī)身往往布置比較多的平板結(jié)構(gòu)。對(duì)于平板類結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是設(shè)計(jì)師根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)完成初步的布局設(shè)計(jì)，建立有限元模型，然后根據(jù)嚴(yán)重載荷計(jì)算出結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布，根據(jù)應(yīng)力分布調(diào)整結(jié)構(gòu)尺寸，逐步迭代，得到最終的結(jié)構(gòu)形式。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法由于最初的布局設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，限制了后面尺寸設(shè)計(jì)的效果，最終的結(jié)果往往結(jié)構(gòu)重量較重，剛度偏小，應(yīng)力較大，并且由于布局設(shè)計(jì)的不確定性，導(dǎo)致效率低下，嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)周期。

因此，針對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及現(xiàn)有技術(shù)水平的不足，研究一種新的布局設(shè)計(jì)方法，以降低結(jié)構(gòu)重量，提高結(jié)構(gòu)性能，縮短設(shè)計(jì)周期，具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種確定平板結(jié)構(gòu)在軸壓載荷作用下的布局方法，以解決結(jié)構(gòu)重量較重，剛度偏小，應(yīng)力較大，并且由于布局設(shè)計(jì)的不確定性的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提出一種確定平板結(jié)構(gòu)在軸壓載荷作用下的布局方法，包括如下步驟：

獲取已知的平板緣條軸壓載荷，平板面板軸壓載荷，平板面板長(zhǎng)度、寬度及厚度；

根據(jù)布局公式，計(jì)算平板面板分段個(gè)數(shù)、平板緣條分段個(gè)數(shù)和截面尺寸；布局公式包括：

其中，N₁為緣條軸壓載荷，n₁為緣條分段個(gè)數(shù)，l為平板長(zhǎng)度，E為平板的材料彈性模量，b為緣條橫截面尺寸，N₂為平板面板軸壓載荷，a為平板寬度，t為平板厚度，μ為材料的彈性泊松比。

進(jìn)一步的，所述方法還包括：

步驟1：根據(jù)緣條歐拉公式及緣條軸壓載荷得到緣條慣性矩表達(dá)式；

步驟2：根據(jù)緣條慣性矩得到緣條橫截面長(zhǎng)度及緣條分段個(gè)數(shù)表達(dá)式；

步驟3：根據(jù)平板面板軸壓載荷計(jì)算平板面板工作應(yīng)力；

步驟4：根據(jù)平板面板幾何尺寸及材料屬性得到平板面板壓縮許用應(yīng)力表達(dá)式；

步驟5：根據(jù)平板面板工作應(yīng)力及壓縮許用應(yīng)力得到平板面板分段個(gè)數(shù)表達(dá)式；

步驟6：聯(lián)立以上表達(dá)式可求得布局公式。

進(jìn)一步的，所述步驟1中的緣條慣性矩I，通過如下公式獲取：

進(jìn)一步的，所述步驟2中的計(jì)算緣條橫截面長(zhǎng)度b，通過如下公式獲取：

進(jìn)一步的，所述步驟3中計(jì)算平板面板工作應(yīng)力σ_c，按如下公式獲取：

進(jìn)一步的，其特征在于，所述步驟4中平板壓縮許用應(yīng)力σ_cr，通過如下公式獲取：