[发明专利]一种确定连接件中板元素应力的方法、装置和电子设备

说明书

本发明实施例提供了一种确定连接件中板元素应力的方法、装置和电子书设备，其中所述方法包括：确定连接件包含的各板元素、各钉元素、板元素总层数、各板元素的位置信息以及各所述钉元素的位置信息；确定各板元素对应的刚度以及各所述钉元素对应的刚度；基于各板元素对应的刚度和位置信息以及所述板元素总层数，各钉元素对应的刚度和位置信息，构建所述连接件的总刚矩阵，缩减总刚矩阵；依据缩减后的总刚矩阵，确定与连接件相匹配的板内力计算公式；根据板内力计算公式计算各板元素对应的内力；针对每个板元素，依据板元素对应的内力以及板元素的面积确定板元素的应力，不仅能够节省人力资源，还可以提升处理效率以及计算结果的准确性。

技术领域

本发明涉及飞机结构分析技术领域，特别是涉及一种确定连接件中板元素应力的方法、装置和电子设备。

背景技术

飞机结构中包含多处连接细节，而连接细节处通常设置有连接件，连接件由多个板以及多个钉组合而成。在对飞机结构细节应力进行分析时，确定飞机结构危险细节处所承受的应力是非常重要的。针对一个连接件对其细节应力分析时既要确定该连接件包含的板的旁路载荷，又要确定该连接件包含的每个钉的传递载荷。即便是一个钉不多的连接件，其静不定度也很高，因此确定连接件中各板所受应力至关重要。

目前在确定连接件中板所受应力时，需要技术人员依据解析法手动、逐个计算各板所受应力。现有的通过技术人员计算板所受应力的方法，由于完全依赖人工手动实现故效率低且消耗大量人力资源；不仅如此，由于技术人员凭借主观意识确定连接件中板、钉以及板钉间的位置关系，因此，在计算过程中难免会出现错误，影响结果准确性。

发明内容

鉴于上述现有的确定连接件中板所受应力的方案效率低、结果准确性低的问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的确定连接件中板元素应力的方法、装置和电子设备。

依据本发明的一个方面，提供了一种确定连接件中板元素应力的方法，包括：确定连接件包含的各板元素、各钉元素、板元素总层数、各所述板元素的位置信息以及各所述钉元素的位置信息；确定各所述板元素对应的刚度以及各所述钉元素对应的刚度；基于各所述板元素对应的刚度和位置信息以及所述板元素总层数，构建板元素的刚度矩阵；基于各所述钉元素对应的刚度和位置信息，构建钉元素的刚度矩阵；依据所述板元素的刚度矩阵与所述钉元素的刚度矩阵，构建所述连接件的总刚矩阵；删除所述总刚矩阵中载荷为0的行和列，得到缩减后的总刚矩阵；依据所述缩减后的总刚矩阵，确定与所述连接件相匹配的板内力计算公式；根据所述板内力计算公式计算各板元素对应的内力；针对每个板元素，依据所述板元素对应的内力以及所述板元素的面积确定所述板元素的应力。

可选地，所述依据所述缩减后的总刚矩阵，确定与所述连接件相匹配的板内力计算公式的步骤，包括：基于有限元法将所述缩减后的总刚矩阵创建成位移矩阵；基于静力平衡条件、变形协调原理以及所述位移矩阵，确定与所述连接件相匹配的板内力计算公式。

可选地，当所述总层数为两层、且所述连接件中各板元素与各钉元素的刚度均相同时，与所述连接件相匹配的板内力计算公式为第一方程组；当所述总层数为两层、且所述连接件中各板元素与各钉元素的刚度不同时，与所述连接件相匹配的板内力计算公式为第二方程组；当所述总层数为三层、且所述连接件中各板元素与各钉元素的刚度均相同时，与所述连接件相匹配的板内力计算公式为第三方程组；当所述总层数为三层、且所述连接件中各板元素与各钉元素的刚度不同时，与所述连接件相匹配的板内力计算公式为第四方程组。

可选地，所述确定各所述板元素对应的刚度以及各所述钉元素对应的刚度的步骤，包括：依据所述连接件对应的输入拉力总载，各所述板元素的尺寸、杨氏模量，各所述钉元素的直径、弹性模量、剪切模量，确定各所述板元素对应的刚度以及各所述钉元素对应的刚度。