[发明专利]一种筋条整体壁板损伤容限优化方法

权利要求书

1.一种筋条整体壁板损伤容限优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，确定筋条整体壁板的多组待优化参数，组成优化矩阵；

S2，选择所述优化矩阵中的一组筋条参数；

S3，建立至少含有两根筋条的整体壁板有限元模型，并在中心蒙皮处假设初始长度为a的穿透裂纹；

S4，在所述有限元模型中扩展所述穿透裂纹，并计算所述一组筋条参数下的裂纹扩展寿命；

S5，比较不同筋条参数下的裂纹扩展寿命，选取裂纹扩展寿命最大的筋条参数为最优结果，在所述最有结果下整体壁板损伤容限性能最好。

2.根据权利要求1所述的一种筋条整体壁板损伤容限优化方法，其特征在于，S1，具体为：

S11，给定蒙皮厚度,桁距，根据加筋比、蒙皮厚度以及桁距计算筋条截面积；

S12，给定整体壁板的弯曲刚度、重量指标，根据弯曲刚度、重量指标确定筋条尺寸的敏感性参数；所述敏感性参数为：筋条厚度、长桁高度和缘条宽度；

S13，根据筋条截面积，在筋条厚度、长桁高度和缘条宽度的合理范围内确定出多组筋条厚度、长桁高度和缘条宽度的值；将蒙皮厚度、桁距、筋条厚度、长桁高度、缘条宽度组成优化矩阵。

3.根据权利要求1所述的一种筋条整体壁板损伤容限优化方法，其特征在于，S4，具体为：

S41，获取应力强度因子随裂纹长度的变化曲线，且裂纹需扩展至穿过筋条；

S42，计算裂纹扩展寿命，获得该筋条参数下的裂纹扩展曲线；

S43，按照优化矩阵，选择下一组筋条参数，重复S3至S5，获得不同筋条参数下的裂纹扩展曲线及裂纹扩展寿命。

4.根据权利要求1所述的一种筋条整体壁板损伤容限优化方法，其特征在于，S41，具体为：

其中K为应力强度因子，β为无量纲应力强度因子，σ为参考应力，a为裂纹长度。

5.根据权利要求1所述的一种筋条整体壁板损伤容限优化方法，其特征在于，S42具体为：采用walker公式计算裂纹扩展寿命N：

其中，R为应力比，C、m、q、n为材料常数。

6.根据权利要求1所述的一种筋条整体壁板损伤容限优化方法，其特征在于，

S11中，所述加筋比的确定方法为：

根据筋条截面积A_str和两个长桁之间的蒙皮面积A_skin，确定整体壁板的加筋比

7.根据权利要求1所述的一种筋条整体壁板损伤容限优化方法，其特征在于，S4中，在所述有限元模型中扩展所述穿透裂纹，采用自适应网格划分进行裂纹扩展。

8.根据权利要求1所述的一种筋条整体壁板损伤容限优化方法，其特征在于，所述筋条整体壁板的剖面形式为“T”、“L”或“I”型。