[发明专利]一种复合材料加筋壁板轴压稳定性计算方法

权利要求书

1.一种复合材料加筋壁板轴压稳定性计算方法，其特征在于：

首先确定复合材料加筋壁板的计算模型，由于所述复合材料加筋壁板由蒙皮和多个均匀排布的筋条组成，故以相邻两个筋条之间的典型单元进行分析，并建立坐标系，其中复合材料加筋壁板其长度为a，宽度为B，筋条间距为b，受到单位长度的均布轴压载荷N_x作用，因此所述坐标系建立准则为：以复合材料加筋壁板的长度方向为x方向，宽度方向为y方向，z向符合右手坐标系；

其次确定筋条对蒙皮的支持系数，设一筋条对蒙皮的支持系数为k_L，另一筋条对蒙皮的支持系数为k_R，则当k_L＝k_R＝0时，筋条对蒙皮的支持状态为简支，当k_L＝k_R＝∞时，筋条对蒙皮的支持状态为固支，但筋条对蒙皮的支持状态介于简支与固支之间，故建立筋条对蒙皮支持系数k的表达式

式中：D_ij为复合材料层压板的弯曲刚度矩阵，i,j＝1,2,6，角标skin指代蒙皮，stringer指代筋条；

最后确定复合材料加筋壁板轴压稳定性临界屈曲载荷，包括：

对于建立的典型单元，由于筋条对蒙皮的支持状态介于简支与固支之间，即属于弹性支持，因此设定z方向的位移函数w(x,y)表达式为：

式中：β为常数；m为复合材料加筋壁板沿着x方向的屈曲半波数；为常数项，其由位移边界条件确定；

其中位移边界条件为：

根据位移边界条件最终确定位移函数w(x,y)表达式为：

之后，复合材料加筋壁板的弹性应变能记为U_e，沿着板弹性支持边的弹性应变能记为U_Γ，沿着加载方向的屈曲载荷所做的外力功记为V，则复合材料加筋壁板的总势能∏为：Π＝U_e+U_Γ-V；

根据最小势能原理，则有：δΠ＝δU_e+δU_Γ-δV＝0

其中：

将位移函数w(x,y)表达式带入最小势能原理，可得屈曲载荷为：

令可得临界屈曲载荷表达式为：

式中，各系数表达式如下：