[发明专利]一种密框梁式机身承载能力计算方法

权利要求书

1.一种密框梁式机身承载能力计算方法，已知该机身结构的设计参数，计算框之间的机身剖面承载能力，该机身剖面含有蒙皮和多个纵梁，在机身剖面上建立直角坐标系，其特征在于包含以下内容：

1)以该机身剖面的形心位置为原点O，建立一个坐标系Oxy，其Ox轴沿侧向，其正向指向右；Oy轴垂直于Ox轴，其正向指向上方。根据机身设计参数，计算获得机身剖面形心位置坐标x_c、y_c；

2)将机身最下部的两根纵梁之间的蒙皮等分为n块，根据公式[1]计算机身剖面相对于机身剖面形心轴的初始惯性矩I_yc：

式中：

I_yc—机身剖面相对于机身剖面形心轴的初始惯性矩；

I_y—机身剖面相对于坐标轴的惯性矩；

Z_c—坐标轴相对机身剖面形心轴距离；

A—机身剖面面积；

L_i—第i块蒙皮的宽度；

t_i—第i块蒙皮的厚度；

Z_skini—第i块蒙皮中心到坐标轴距离；

F_sti—第i根梁的面积；

3)根据机身设计参数，以机身最下部第一块蒙皮失稳为条件，计算获得机身剖面所能承受的初始弯矩；

4)根据公式[2]计算求解第一块蒙皮失稳条件下的蒙皮刚度减缩系数

σ_cr—蒙皮临界失稳应力；

σ_b—蒙皮极限强度；

5)根据步骤4)中的计算得到蒙皮刚度减缩系数用公式[3]对蒙皮厚度t_i进行修正，得到修正后的蒙皮厚度值t_newi；

6)将步骤4)中所得蒙皮刚度减缩系数代入公式[1]中，对机身剖面惯性矩进行修正，得到第一块蒙皮失稳条件下的机身剖面形心轴的修正惯性矩I'_yc：

7)根据步骤4)中的计算得到的蒙皮刚度减缩系数对机身剖面形心位置坐标进行修正，得到第一块蒙皮失稳条件下的机身剖面形心修正位置坐标x’_c及y’_c；

8)利用修正后的机身剖面形心轴的惯性矩、机身剖面形心位置坐标x’_c及y’_c，计算出第一块蒙皮失稳条件下的机身剖面所能承受的最大弯矩、上部蒙皮拉伸应力和下部蒙皮压缩应力。

9)根据蒙皮渐进失稳的次序，按照步骤3)—步骤7)计算多块蒙皮失稳条件下机身剖面承受的最大弯矩、上部蒙皮拉伸应力和下部蒙皮压缩应力，直至上部蒙皮拉伸应力达到蒙皮极限强度kσ_b或者下部蒙皮压缩应力达到材料屈服极限σ_0.2，此时机身结构承受的最大弯矩即为机身的承载能力。

2.如权利要求1所述的密框梁式机身承载能力计算方法，其特征在于，所述的步骤4)中的蒙皮临界失稳应力σ_cr通过公式[5]计算获得：

其中：

η—塑性修正系数；

K_c—修正系数；

E—蒙皮材料弹性模量；

μ_e—弹性泊松比；

δ—蒙皮厚度；

R—两框之间蒙皮宽度。

3.如权利要求1所述的密框梁式机身承载能力计算方法，其特征在于，将机身最下部的两根纵梁之间的蒙皮等分至少5块。

4.如权利要求1或2或3所述的密框梁式机身承载能力计算方法，其特征在于，根据机身设计参数，以机身最下部第一块蒙皮失稳为条件，计算获得机身剖面所能承受的初始弯矩。