[发明专利]一种钛合金型材组合壁板轴压承载能力试验设计方法

权利要求书

1.一种钛合金型材组合壁板轴压承载能力试验设计方法，其中，包括壁板试验件，所述壁板试验件的主元件包括筋条元件、壁板蒙皮元件，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、获取第一参数组，所述第一参数组包括构成筋条元件的型材的不同材料和规格，以及构成壁板蒙皮元件的腹板的不同材料和规格，以及型材和腹板之间不同的连接形式；

步骤二、获取第二参数组，所述第二参数组包括筋条元件中纵向型材之间的不同间距、横向型材之间的不同间距；以及不同纵向型材的截面结构参数；以及壁板蒙皮元件中腹板不同厚度；

步骤三、根据第一参数组和第二参数组进行组合，形成多种组合壁板试验件；

步骤四、以壁板试验件在轴压载荷下的结构稳定性设计要求为主要设计约束，通过迭代计算，对每一种组合类型壁板试验件的主元件参数组合进行以稳定性为中心的刚度匹配优化设计；

步骤五、使壁板试验件结构在前提下，在同等重量水平下达到最大化，以完成壁板试验件轴压稳定性设计，得到轴压壁板试验件主元件结构参数，以完成对轴压壁板试验件考核区的设计；其中，σ_cr为壁板试验件的临界屈服应力，为壁板试验件的许用压缩破坏强度，为壁板试验件的实际压损破坏强度；

步骤六、结合工程实际对轴压壁板试验件进行总体构型、边界设计和夹持区设计，以完成轴压壁板试验件的设计；

步骤七、获取针对所述轴压壁板试验件的试验载荷，进行所述轴压壁板试验件轴压载荷承载能力验证试验。

2.根据权利要求1所述的钛合金型材组合壁板轴压承载能力试验设计方法，其特征在于，所述步骤一和步骤二中的材料包括钛合金TA15、钛合金TC2。

3.根据权利要求1所述的钛合金型材组合壁板轴压承载能力试验设计方法，其特征在于，所述步骤一中，所述型材和腹板之间不同的连接形式包括点焊连接、铆接、激光焊、氩弧焊。

4.根据权利要求1所述的钛合金型材组合壁板轴压承载能力试验设计方法，其特征在于，所述步骤二中，不同纵向型材的截面结构参数包括筋条间距、蒙皮厚度、筋条腹板厚度、筋条连接边厚度、筋条腹板宽度、筋条连接边计算宽度。

5.根据权利要求1所述的钛合金型材组合壁板轴压承载能力试验设计方法，其特征在于，所述步骤六中，对轴压壁板试验件进行总体构型包括：

在考核区设置偶数根筋条，设置对应筋条间距的蒙皮宽度。

6.根据权利要求5所述的钛合金型材组合壁板轴压承载能力试验设计方法，其特征在于，所述筋条的数量为4根，以及设置3个筋条间距的考核区蒙皮宽度。

7.根据权利要求5所述的钛合金型材组合壁板轴压承载能力试验设计方法，其特征在于，所述步骤六中，对轴压壁板试验件进行边界设计包括：

在考核区按铰支连接设计，在考核区蒙皮横向边界沿轴向设计采用典型连接方式的型材筋条，形成纵向铰支边界，在考核区纵向边界设置单排铆接隔框，形成横向铰支边界，以完成考核区边界条件设计。

8.根据权利要求7所述的钛合金型材组合壁板轴压承载能力试验设计方法，其特征在于，在考核区上、下边界设置钣弯隔框，并用角片与筋条连接。

9.根据权利要求5所述的钛合金型材组合壁板轴压承载能力试验设计方法，其特征在于，所述步骤六中，对轴压壁板试验件进行夹持区设计包括：

轴压壁板试验件蒙皮厚度比考核区蒙皮厚度大0.5mm～1mm，在加载边增加钛补强板或钢补强板，同时，相邻加载边的长度和宽度相等。