[发明专利]一种压板式安装的飞机风挡玻璃小挠度计算方法

说明书

本申请属于用于飞机的夹层玻璃风挡领域，特别涉及一种压板式安装的飞机风挡玻璃小挠度计算方法。包括步骤一、根据复合材料力学中层合板的刚度理论，获取风挡玻璃的弯曲刚度矩阵；步骤二、根据薄板小挠度弯曲的基本微分方程，获取气密载荷作用下风挡玻璃的小挠度运动控制方程；步骤三、将压板式安装的风挡玻璃边界条件简化为四边固支边界条件；步骤四、将挠度函数展成满足四边固支边界条件的挠曲面试函数，带入小挠度运动控制方程，得到适用于压板式安装的飞机风挡玻璃的小挠度计算公式。本申请能够方便快捷的指导压板式安装的风挡玻璃各层厚度及参数设计，相较于仿真计算及实验方法，可节省风挡玻璃结构设计环节大量人力物力及财力。

技术领域

本申请属于用于飞机的夹层玻璃风挡领域，特别涉及一种压板式安装的飞机风挡玻璃小挠度计算方法。

背景技术

飞机风挡玻璃是由玻璃与胶层间杂而成的夹层玻璃结构。对于这种夹层玻璃结构，现在的大多数研究主要通过有限元分析与实验相结合的方法来研究其性能，理论研究较少，针对压板式安装的飞机风挡玻璃这一特定应用场景，理论研究更少。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种压板式安装的飞机风挡玻璃小挠度计算方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种压板式安装的飞机风挡玻璃小挠度计算方法，包括：

步骤一、根据复合材料力学中层合板的刚度理论，获取风挡玻璃的弯曲刚度矩阵；

步骤二、根据薄板小挠度弯曲的基本微分方程，获取气密载荷作用下风挡玻璃的小挠度运动控制方程；

步骤三、将压板式安装的风挡玻璃边界条件简化为四边固支边界条件；

步骤四、将挠度函数展成满足四边固支边界条件的挠曲面试函数，带入小挠度运动控制方程，得到适用于压板式安装的飞机风挡玻璃的小挠度计算公式。

在本申请的至少一个实施例中，步骤一中，所述根据复合材料力学中层合板的刚度理论，获取风挡玻璃的弯曲刚度矩阵包括：

弯曲刚度矩阵D_ij为：

其中，为折减刚度矩阵，Z_k、Z_k-1分别为各单层在厚度方向的坐标，厚度方向坐标原点位于中面上；

对于各向同性材料，矩阵表示为：

其中，E为弹性模量，μ为泊松比。

在本申请的至少一个实施例中，步骤二中，所述根据薄板小挠度弯曲的基本微分方程，获取气密载荷作用下风挡玻璃的小挠度运动控制方程包括：

小挠度下，结构中面的纵向位移为零，即u＝v＝0，可得ε_x＝ε_y＝γ_xy＝0，则有：

其中，u、v为结构中面内两个相互垂直x、y的方向上的位移，ε_x、ε_y、γ_xy分别为x、y方向上的应变以及纵向平面上的剪切应变，M_x、M_y、M_xy为层合板横截面上单位宽度的内力矩，分别为中面的应变、曲率和扭率；

在气密载荷q₀作用下，风挡玻璃的小挠度运动控制方程为：