[发明专利]一种加筋壁板损伤容限特性分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加筋壁板损伤容限特性分析方法，属于结构损伤容限设计领域。

背景技术

在航空设计领域，现代大型运输机大都采用损伤容限设计理念进行设计，而在整个损伤容限分析中，机身、机翼蒙皮壁板损伤容限分析在整个损伤容限分析中占有极其重要地位，但是其分析难度高、工作量大，计算时间久，且由于分析结果的不可靠性，大多需要单独的研发或相关试验进行验证。同时国内在大型运输机设计方面还处于初期阶段，损伤容限分析方面还远未成熟，只能够进行简单的加筋分析。目前国内对于加筋壁板的损伤容限没有提供详细的分析方法或者运算工具，其分析仅仅是从一些设计手册中查找图表，而这些图表只是特定结构的结果，无法考虑实际结构在几何构型、加载情况或者加工工艺等发生的变化，其分析结果的完整性及可靠性远远不足，而从保守的角度设计角度出发，又导致了飞机结构的厚重从而带来了设计成本的增加。

发明内容

本发明的目的是针对现有方法的不足，提供一种快速、准确的加筋壁板损伤容限评估方法。本方法在设计初期及后期均有着广泛的应用空间，可以极大的提高分析的准确性，从损伤容限的角度保证飞机服役安全。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种加筋壁板损伤容限特性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：选取典型截面位置对加筋壁板结构进行评估，确定影响因素；

其中，所述的截面位置：包括典型的剖面位置及除开口和连接结构外的具有代表性的蒙皮曲率的结构位置，具体为：机身顶部、底部、左右两侧；影响因素包括，几何特性——即筋条对于蒙皮上裂纹扩展的作用、鼓胀效应及载荷因素；

步骤二：应用工程方法求取基本加筋影响系数β_加筋；

具体过程如下：

将加筋板结构分为无筋条的壁板和筋条两部分，其中壁板受到单轴的拉应力即垂直于裂纹方向，以及一系列的钉载，筋条受到的是紧固件载荷的反作用力；该壁板可视为三种构型的叠加，包括：①受到均匀拉应力的有裂纹的板；②施加集中力，即钉载，但不包含裂纹的板；③考虑裂纹表面受到的分布载荷的板；

所述的第①个构型的应力强度因子计算公式为：

Kσ=σπa]]>

第②个构型的应力强度因子计算公式为：

K＝0

第③个构型的应力强度因子计算公式为：

KF=-2πaπ∫0ap(x)dxa2-x2]]>

其中，