[发明专利]一种受拉角盒底部强度估算方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞机强度设计领域，特别涉及一种受拉角盒底部强度估算方法。

背景技术

受拉角盒广泛应用于飞机结构中，主要用于将较大的拉伸载荷从一个元件向另一个元件传递。常用的受拉角盒主要有槽形和角形，目前，国内对受拉角盒底部进行强度计算主要参考《飞机设计手册 第9册 载荷、强度和刚度》（航空工业出版社.2001）第32.5.2章节的计算方法，需同时计算角盒底部的弯曲和剪切强度，此方法使用较为繁琐，且弯曲系数需通过查取有限的曲线数据插值得到，计算准确性难以保证。

基于上述现有技术中存在的问题，本发明旨在设计一种新的算法，采用这种算法，用简单的输入数据和计算原理，来实现受拉角盒底部强度的估算，并且能够应用于实践中。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实的需要，提供一种实用且快捷的受拉角盒底部强度估算方法。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：

一种受拉角盒底部强度的估算方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，确定角盒底部剪切工作应力计算公式为                                                ， 

为角盒底部剪切工作应力，

为角盒底部受到的工作拉伸载荷， 

为角盒底剪切面积；

第二步，按照角盒底部断裂面分别估算槽型角盒和角型角盒底部的剪切面积，代入第一步中公式，得到角盒底部剪切工作应力；

第三步，角盒底剪切许用应力计算公式为，根据本公式计算出角盒底部剪切许用应力，并与第一步中角盒底部剪切工作应力作比较，判定角盒底部是否满足强度设计要求，若，则满足强度设计要求，若，则不满足要求，

为角盒底剪切许用应力，

为角盒底部剪切系数，

为角盒材料的抗拉强度极限。

所述槽型角盒底部的剪切面积估算公式为，

d为角盒底部受拉伸载荷处与角盒底部接触的螺栓头或垫圈的外径，

h为受拉伸处的角盒底部厚度。

所述角型角盒底部的剪切面积估算公式为，

d为角盒底部受拉伸载荷处与角盒底部接触的螺栓头或垫圈的外径，

h为受拉伸处的角盒底部厚度。

本发明的有益效果在于：

本发明是一种受拉角盒底部强度的估算方法，其优点是，仅需角盒底厚度、螺栓头(或垫圈)外径和工作拉伸载荷三个输入参数即可计算受拉角盒底的强度，具有操作性强、效率高的特点；另外，本发明已通过试验得以验证，并且广泛应用于强五、JL8和K8飞机的角盒强度设计中，使用中并未发现受拉角盒底部存在强度问题，因此，本发明具有可靠性高的特点。

附图说明

图1为槽型角盒底部受拉情况示意图。

图2为图1中槽型角盒底部受拉剪切面示意图。

图3为角型角盒底部受拉情况示意图。

图4为图3中角型角盒底部受拉剪切面示意图。

图5为受拉角盒底部剪切系数随角盒底部厚度变化的试验原理简图。

图6为受拉角盒底部剪切系数随角盒底部厚度变化的曲线关系图。

图中，1为槽型角盒，2为角型角盒，3为槽型角盒底部，4为角型角盒底部，5为螺栓孔，6为螺栓头或垫圈,7为角盒底部，8为螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例一：参见图1，图2，图5，图6。

如图所示，角盒底采用螺栓连接，

本实施例中，示出了一种受拉角盒底部强度估算方法，以槽型角盒1为例，包括如下步骤：

第一步，确定角盒底部剪切工作应力计算公式为， 

为角盒底部剪切工作应力，单位：MPa；

为角盒底部受到的工作拉伸载荷，单位：N ；

为角盒底剪切面积，单位： ；

第二步，按照槽型角盒底部断裂面估算槽型角盒底部的剪切面积，代入第一步中公式，得到角盒底部剪切工作应力；

如图1，图2所示，槽型角盒底部3受拉伸后，通常沿b-b线断裂，因此，槽型角盒底部3的剪切面积估算为，

按照计算出角盒底部剪切工作应力，

其中d为角盒底部受拉伸载荷处与角盒底部接触的螺栓头或垫圈的外径，单位：mm；

h为受拉伸处的角盒底部厚度，单位：mm。