[发明专利]一种轴压纵向加筋平板总体稳定性校核方法

说明书

技术领域

本发明属于飞机强度设计领域，具体涉及一种轴压纵向加筋平板总体稳定性校核方法。

背景技术

在进行均匀载荷作用下轴压纵向加筋平板总体稳定性校核时，传统方法是利用《飞机设计手册》第9册第24章四边铰支轴压纵向加筋平板总体失稳临界应力公式进行：

其中，σ_cr代表轴压纵向加筋平板总体失稳临界应力；E代表材料弹性模量；μ代表材料泊松比；δ代表板厚；d代表筋条间板的宽度；K_c代表压缩临界应力系数。

该传统方法具体校核过程如下：

(1)确定轴压纵向加筋板材料弹性模量E、泊松比μ、板厚δ、筋条之间板的宽度d，加筋板非加载边宽度a，筋条剖面面积A，板弯刚度D，筋条剖面对自身形心轴弯曲惯性矩I，筋条剖面形心到板中面之距

(2)确定轴压纵向加筋平板纵向屈曲半波长λ，传统方法中轴压纵向加筋平板纵向屈曲半波长λ等于加筋板非加载边宽度a；

(3)根据《飞机设计手册》第9册方程(24-2)，计算有效弯曲刚度比

(4)根据步骤(1)中参数、步骤(2)中纵向屈曲半波长λ，并用步骤(3)中有效弯曲刚度比代替附图3～附图6中查出压缩临界应力系数K_c；

(5)根据四边铰支轴压纵向加筋平板总体失稳临界应力公式，带入步骤(1)中参数及步骤(4)中临界应力系数K_c，求得轴压纵向加筋平板总体失稳临界应力；

(6)根据轴压纵向加筋平板实际轴向应力及步骤(5)中求得的总体失稳临界应力，校核轴压纵向加筋平板的总体稳定性。

然而，实际结构的边界条件既不是铰支，也不是固支，而是介于铰支与固支之间的弹性支持，因此传统方法中将轴压纵向加筋平板纵向屈曲半波长λ取为a是偏大的，得到的临界应力系数K_c偏低，校核结果偏保守。对于新研飞机，偏于保守的强度设计往往导致结构利用效率下降和结构超重；对于已服役飞机，往往则可能因为结构损伤导致轴压纵向加筋平板稳定性不足，进而不得不缩短检修周期，提高飞机维修成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明给出了一种轴压纵向加筋平板总体稳定性校核方法，解决飞机强度设计中轴压纵向加筋平板总体稳定性校核传统方法偏保守的问题，使校核结果更加精确。

本发明提供了一种轴压纵向加筋平板总体稳定性校核方法，主要包括：

S1、确定所述轴压纵向加筋平板的材料弹性模量E、泊松比μ、板厚δ、相邻筋条间距d、所述轴压纵向加筋平板非加载边宽度a、筋条剖面面积A，板弯刚度D，筋条剖面对自身形心轴弯曲惯性矩I，筋条剖面形心到所述轴压纵向加筋平板中面的距离

S2、获取所述轴压纵向加筋平板两个端部的支持系数C₁与C₂；

S3、根据所述端部的支持系数C₁与C₂计算所述轴压纵向加筋平板的纵向屈曲半波长λ及等效端部支持系数C′；

S4、计算所述轴压纵向加筋平板的有效弯曲刚度比：

其中Z_tor＝f(λ/d，n，q)，n为筋条根数，q为横向屈曲波数；

S5、根据所述有效弯曲刚度比刚度比获取压缩临界应力系数K_c；

S6、计算轴压纵向加筋平板总体失稳临界应力σ_cr；

S7、根据轴压纵向加筋平板实际轴向应力及步骤S6中求得的总体失稳临界应力，校核轴压纵向加筋平板的总体稳定性。

优选的是，所述步骤S3中，纵向屈曲半波长λ及等效端部支持系数C′由以下公式计算：

上述方案中优选的是，在步骤S5中，根据所述有效弯曲刚度比刚度比获取压缩临界应力系数K_c时，用替代之后，通过查图表获得，所述图表为与K_c之间的关系示意图。

优选的是，所述K_c还与A/(dδ)关联，当A/(dδ)取不同值时，具有依次对应的与K_c之间的关系示意图。

优选的是，所述A/(dδ)取值近似成0、0.2以及0.4中的任一个。

本发明的优点在于：