[发明专利]一种复合材料加筋壁板结构长桁间距的确定方法

权利要求书

1.一种复合材料加筋壁板结构长桁间距的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过长桁截面参数，得到长桁截面的有效厚度t_adj、有效宽度w_eff和有效横截面积A_eff的表达式；

S2：计算加筋壁板截面的等效弹性模量E_eqv；

S3：建立复合材料加筋壁板结构承载能力的本构方程；

S4：采用有效横截面积和剪切模量修正本构方程；

S5：确定复合材料加筋壁板结构长桁间距。

2.根据权利要求1所述的复合材料加筋壁板结构长桁间距的确定方法，其特征在于，各步骤具体如下：

S1：通过长桁截面参数，得到长桁截面的有效厚度t_adj、有效宽度w_eff和有效横截面积A_eff的表达式；计算公式为：

t_adj＝t_skin+(2t_sf1E_sf1b_sf1+2t_sf2E_sf2b_sf2+t_fbE_fbb_fb)/(b_stE_skin)

w_eff＝0.95t_adj/(ε_c)^1/2

A_eff＝w_efft_adj+h_webt_web

其中，t_skin：蒙皮厚度；t_sf1：长桁上缘条厚度；E_sf1：长桁上缘条弹性模量；b_sf1：长桁上缘条宽度；t_sf2：长桁下缘条厚度；E_sf2：长桁下缘条弹性模量；b_sf2：长桁下缘条宽度；t_fb：下缘条垫板厚度；E_fb：下缘条垫板弹性模量；b_fb：下缘条垫板宽度；E_skin：蒙皮的轴向弹性模量；ε_c：材料压缩极限应变；h_web：腹板高度；t_web：腹板厚度；b_st：长桁间距；

S2：计算加筋壁板截面的等效弹性模量E_eqv；

S3：建立复合材料加筋壁板结构承载能力的本构方程：

P_cr,E＝cπ²D_min/b_st²

其中：

c：固定系数；b_st：长桁间距；最小弯曲刚度D_min＝E_eqvt_adjw³_eff/12；

S4：采用有效横截面积和剪切模量修正本构方程：

P_cr,Ec＝P_cr,E/(1+P_cr,E/A_effG)

其中P_cr,Ec为修正后的屈曲载荷，G为材料的横向剪切模量；

S5：确定复合材料加筋壁板结构长桁间距：

根据步骤S4中修正后的本构方程，绘制b_st-P_cr,Ec曲线图，根据复合材料加筋壁板结构所需的承载能力，采用曲线图确定长桁间距b_st的取值。

3.根据权利要求2所述的复合材料加筋壁板结构长桁间距的确定方法，其特征在于，长桁和蒙皮的截面积之比A_stringer/A_skin的取值范围为3:7～4:6。