[发明专利]一种具有开口的纵向壁板的强度计算方法

说明书

本发明涉及飞机结构设计领域，特别是涉及一种具有开口的纵向壁板的强度计算方法，以解决现有大开口纵向壁板的强度计算结果不准确且效率低的问题。计算方法包括如下步骤：判断纵向壁板的开口是否满足预定的计算条件；满足预定条件时计算开口根部的预定截面的内力；根据工程梁算法计算开口的预定截面的应力；对预定截面的应力进行修正；根据修正后的预定截面的应力计算开口角点腹板的Von Mises应力；将修正后的预定截面的应力和角点腹板的Von Mises应力与预定的许用应力值进行比较，得到纵向壁板的静强度。本发明的具有开口的纵向壁板的强度计算方法，能更准确高效的计算出纵向壁板在大开口处的应力情况，保证纵向壁板强度的前提下减轻结构重量。

技术领域

本发明涉及飞机结构设计领域，特别是涉及一种具有开口的纵向壁板的强度计算方法。

背景技术

飞机结构设计中，因减重及设备安装的需要，通常需要在纵向壁板中布置大开口。一般大开口纵向壁板的强度计算方法，是将纵向壁板在大开口周围的部分简化成刚框，按刚围框理论计算纵向壁板的内力及截面应力，进而评估大开口纵向壁板的静强度。

但是，纵向壁板在大开口周围的部分一般都不满足刚围框的条件，并且刚围框的选取范围没有明确的界定，按刚围框理论设计的纵向壁板往往过于保守，付出较大的结构重量代价，计算效率低，且最终得到的强度计算结果准确性较差。

发明内容

本发明的目的是提供了一种具有开口的纵向壁板的强度计算方法，以解决现有大开口纵向壁板的强度计算结果不准确且效率低的问题。

本发明的技术方案是：

一种具有开口的纵向壁板的强度计算方法，包括如下步骤：

步骤一、判断纵向壁板的开口是否满足预定的计算条件，满足所述预定条件时进行步骤二；

步骤二，计算所述开口根部的预定截面的内力；

步骤三，根据工程梁算法计算所述开口的预定截面的应力；

步骤四，对所述预定截面的应力进行修正；

步骤五，根据修正后的所述预定截面的应力计算所述开口角点腹板的Von Mises应力；

步骤六，将修正后的所述预定截面的应力和所述角点腹板的Von Mises应力与预定的许用应力值进行比较，得到所述纵向壁板的静强度。

优选的，所述纵向壁板以及所述开口的平面形状为矩形。

优选的，在所述步骤一中，所述预定的计算条件为：

b≥0.4h且0.2h≤a≤0.75h，

其中，a为所述纵向壁板的开口的长，b为所述纵向壁板的开口的宽，h为纵向壁板的宽。

优选的，所述预定截面为沿所述开口的宽度方向的截面。

优选的，在所述步骤二中，当所述开口上下结构的所述预定截面弯曲刚度比值在0.8～1.25范围内时，分别根据如下公式计算所述预定截面的弯矩M、轴力N以及剪力Q：

M＝qa(h+b)/8；N＝qa/2；Q＝qh/2；

其中，q为所述纵向壁板的剪流。

优选的，在所述步骤二中，当所述开口上下结构的所述预定截面弯曲刚度比值不在0.8～1.25范围内时，从有限元模型中提取所述预定截面的弯矩M、轴力N以及剪力Q。

本发明的优点在于：

本发明的具有开口的纵向壁板的强度计算方法，针对大开口纵向壁板，能更准确高效的计算出纵向壁板在大开口处的应力情况，保证纵向壁板强度的前提下减轻结构重量。

附图说明