[发明专利]一种加筋壁板极限载荷计算修正方法

说明书

本发明属于飞机强度技术，涉及一种加筋壁板极限载荷计算修正方法。本发明给出的加筋壁板失稳破坏载荷修正公式，主要考虑了筋条的抗弯刚度比，利用加筋板试验数据拟合了修正公式中的系数项。利用该修正公式，对分析计算结果进行修正，使之与试验结果相近，减小分析值与试验值的误差。

技术领域

本发明属于飞机强度技术，涉及一种加筋壁板极限载荷计算修正方法。

背景技术

从载荷形式来看，加筋壁板的失效有受压失效，剪切失效，压剪复合失效等，其中加筋壁板承受轴向压缩载荷失效一直倍受关注，目前飞机加筋壁板在轴压载荷下极限承载能力的计算，采用经验或半经验公式，最典型的计算方法有：分段处理法、极限载荷法。分段处理法又可根据柱的长细比不同，分为短加筋平板强度计算的压损方法、中长加筋板强度计算的约翰逊法、长加筋板强度计算的欧拉方法。约翰逊法可有效计算中长加筋板结构极限载荷，它已成为飞机结构强度设计师首选的计算方法。

发明内容

本发明的目的是：提供一种加筋壁板极限载荷计算修正方法，使计算值与试验值一致。

本发明的技术方案是：一种加筋壁板极限载荷计算修正方法，其步骤如下：

1)加筋板极限载荷计算的约翰逊–欧拉方程为

式中：

——加筋板的破坏应力；

σ_f——加筋板的压损应力；

E——加筋板的弹性模量；

L为加筋板的长度，C为端部支持系数；

I和A分别为加筋剖面的惯性矩和面积。

2)约翰逊–欧拉方程修正公式

对式(1)加筋板极限载荷计算公式进行修正，采取以下修正公式：

式(2)中，η_μ为约翰逊–欧拉公式的修正因子；b为筋条间板的宽度；r为板的曲率半径；μ₁考虑试验设备、试验装置、试验状态、试件的初始缺陷因素引起误差修正系数；μ₂为γ_nasa项的修正系数，γ_nasa是一个与板的厚度及曲率半径相关的修正系数，其计算方法见式(3)；μ₃为γ_ett的修正系数，γ_ett是筋条的抗弯刚度比，这一项主要考虑加筋条对板的支持效果。加筋条的相对弯曲刚度不同，直接影响着加筋板的屈曲模态，这可以从图2中看出，当加筋板的抗弯刚度大于筋条的最小抗弯刚度时，板的屈曲形式为第Ⅰ、Ⅱ型，其中第Ⅰ型为板不对称屈曲波态，第Ⅱ型为板的对称屈曲模态；当加筋板的抗弯刚度小于筋条最小的抗弯刚度时，板的屈曲模态为图2中的第Ⅲ型。可见加筋板结构中，筋条的抗弯刚度在加筋板的屈曲中起着比较重要的最用，是计算加筋板破坏载荷一个重要因素。所以在加筋板结构承载能力计算中，将加筋条的抗弯刚度比作为一项修正系数加以考虑。式(2)中与短加筋曲板相关的量，其值这样确定：如果值大于1则令如果值小于0.7，则令

①γ_nasa计算

γ_nasa是一个与板的厚度及曲率半径相关的项，可采用下列方法计算：

式(3)中，t为板的厚度。

式(3)在r/t1500范围内适用。从式(3)可以知道γ_nasa与r/t的关系可以用函数的形式表达，对于每一块加筋曲板都可以根据其几何尺寸得到其γ_nasa。

②γ_ett的计算