[发明专利]一种复合材料结构强度校核系统

权利要求书

1.一种复合材料结构强度校核系统，其特征在于，该系统包括：

数据库制作模块，根据创建的广义有限元GFEM模型，对该原始模型数据进行提取，制作成数据库，为系统提供输入数据；

复合材料强度校核模块，基于有限元模型，进行复合材料的静强度校核、稳定性校核以及连接强度校核；所述复合材料静强度校核包括一维单元静强度校核和二维单元静强度校核，所述复合材料稳定性校核包括一维单元的局部失稳和压损校核，加筋板的柱屈曲校核，二维单元的压缩、剪切、弯曲失稳校核，所述一维单元静强度校核流程包括：

1)载荷处理，通过广义有限元GFEM模型，提取一维结构单元中所有一维单元的轴向力，取所有一维单元轴向力的最大值(受拉)或最小值(受压)作为一维结构单元的轴向力；

2)裕度计算，根据受载以及层合板的等效模量求出拉压应变，与已知的许用值进行比较，对一维单元结构进行静强度校核，

所述一维单元局部失稳校核流程包括：

1)载荷处理，一维结构单元的载荷取所有一维单元轴向力的平均值，即：

P＝average(Pi)，i＝1，2，3，4...

2)裕度计算，一维结构单元长桁腹板为三边简支一边自由，其计算方法为：

所述加筋板的柱屈曲校核流程包括：

1)载荷处理，取一维结构单元中所有一维单元轴向力的平均值作为一维结构单元的载荷，取二维结构单元中所有的四边形单元沿x方向力流的平均值作为二维结构单元的载荷，即：

N xF＝average(N_xFi)，i＝1，2，3，4...

N xR＝average(N xRi)，i＝1，2，3，4...

加筋板载荷计算公式如下：

上述公式中，其中N xF，N xR为加筋板一维结构单元前后二维结构单元沿x方向的力流；

bF，bR为加筋板一维结构单元前后二维结构单元的宽度，

2)裕度计算，按欧拉方程和约翰逊-欧拉方程校核，一维结构单元的柱屈曲来自Bruhn手册提供方法：

当时，使用欧拉方程：

当时，使用约翰逊-欧拉方程：

上述公式中，其中F cr为柱屈曲临界载荷；

E为加筋板等效压缩模量；

L为一维结构单元长度；

ρ为加筋板回转半径；

E x为一维结构单元等效压缩模量；

F cs为计算采用压缩极限强度和压损许用应力较小的值；

结果可视化模块，通过安全裕度云图，或结果标签，或结果表格查看强度校核分析结果；

其中，安全裕度是指零件或构件所用材料的失效应力(或应变)与设计应力(或设计应变)的比值与1的差值。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据库包括铺层信息数据库、载荷信息数据库和材料信息数据库。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述拉压应变公式如下：

上述公式中，其中，P为一维结构单元的轴向力；

Ex为长桁等效弹性模量；

A为长桁横截面积。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述长桁腹板载荷根据刚度分配：

上述公式中，其中，P一维结构单元的轴向力；

P w为一维结构单元腹板的轴向力；

E w，E f分别为一维结构单元腹板、缘条的等效弹性模量；

A w，A f分别为一维结构单元腹板、缘条的横截面积。