[发明专利]一种有孔钣金受剪结构承载能力计算方法

说明书

本申请属于飞机强度设计领域，特别涉及一种有孔钣金受剪结构承载能力计算方法。包括：步骤一：对钣金薄板进行加工，获取不同整体尺寸以及厚度下的无孔腹板，以及对应整体尺寸以及厚度下的不同开孔尺寸的有孔腹板；获取无孔腹板的第一承载能力数据以及有孔腹板的第二承载能力数据；建立修正系数曲线；步骤二：获得实际结构中有孔钣金受剪结构的整体尺寸、厚度以及开孔尺寸，从修正系数曲线中插值得到有孔钣金受剪结构的修正系数k；步骤三：根据经典工程计算方法，计算与有孔钣金受剪结构具有相同整体尺寸以及厚度的无孔钣金受剪结构的承载能力数据N_xy0；步骤四：根据公式：计算得到有孔钣金受剪结构的承载能力数据N_xy。本申请方法简便、高效、准确。

技术领域

本申请属于飞机强度设计领域，特别涉及一种有孔钣金受剪结构承载能力计算方法。

背景技术

钣金薄板在现代飞机内部结构设计中广泛应用，通常被设计为肋、框的腹板，主要承受剪切载荷。由于系统功能或减重等要求，需要在腹板中心布置减轻孔，孔边布置弯边进行加强，如图1所示，中心孔的布置影响了应力分布及临界应力。

现有技术中通过建立有限元模型进行数值计算，获得开孔腹板的承载能力，缺点是计算耗时，边界条件对计算结果的影响较大。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种有孔钣金受剪结构承载能力计算方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种有孔钣金受剪结构承载能力计算方法，包括：

步骤一：

S11、对钣金薄板进行加工，获取不同整体尺寸以及厚度下的无孔腹板，以及对应整体尺寸以及厚度下的不同开孔尺寸的有孔腹板；

S12、获取所述无孔腹板的第一承载能力数据以及所述有孔腹板的第二承载能力数据；

S13、根据所述第一承载能力数据以及所述第二承载能力数据建立修正系数曲线；

步骤二：获得实际结构中有孔钣金受剪结构的整体尺寸、厚度以及开孔尺寸，从所述修正系数曲线中插值得到所述有孔钣金受剪结构的修正系数k；

步骤三：根据经典工程计算方法，计算与所述有孔钣金受剪结构具有相同整体尺寸以及厚度的无孔钣金受剪结构的承载能力数据N_xy0；

步骤四：根据公式：

N_xy＝k×N_xy0

计算得到所述有孔钣金受剪结构的承载能力数据N_xy。

可选地，S12具体包括：

S121、通过修正的Newton-Raphson法求解弹塑性大变形后屈曲路径，确定所述无孔腹板承受剪切载荷的第一承载能力计算数据，以及所述有孔腹板承受剪切载荷的第二承载能力计算数据；

S122、对于典型参数的所述无孔腹板以及所述有孔腹板进行试验验证，分别获取典型参数下的所述无孔腹板的第一承载能力试验数据，以及典型参数下的所述有孔腹板的第二承载能力试验数据，判断所述第一承载能力计算数据以及所述第二承载能力计算数据是否满足精度要求；

S123、通过设计数值试验矩阵，进行变参计算，获取不同整体尺寸以及厚度下的所述无孔腹板的第一承载能力数据，以及对应整体尺寸以及厚度下的不同开孔尺寸的所述有孔腹板的第二承载能力数据。

可选地，S122中，所述第一承载能力计算数据以及所述第二承载能力计算数据的精度要求均为误差不大于10％。