一種具有開口的縱向壁板的強度計算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域，特別是涉及一種具有開口的縱向壁板的強度計算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計中，因減重及設(shè)備安裝的需要，通常需要在縱向壁板中布置大開口。一般大開口縱向壁板的強度計算方法，是將縱向壁板在大開口周圍的部分簡化成剛框，按剛圍框理論計算縱向壁板的內(nèi)力及截面應(yīng)力，進(jìn)而評估大開口縱向壁板的靜強度。
[0003]但是，縱向壁板在大開口周圍的部分一般都不滿足剛圍框的條件，并且剛圍框的選取范圍沒有明確的界定，按剛圍框理論設(shè)計的縱向壁板往往過于保守，付出較大的結(jié)構(gòu)重量代價，計算效率低，且最終得到的強度計算結(jié)果準(zhǔn)確性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供了一種具有開口的縱向壁板的強度計算方法，以解決現(xiàn)有大開口縱向壁板的強度計算結(jié)果不準(zhǔn)確且效率低的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]—種具有開口的縱向壁板的強度計算方法，包括如下步驟:
[0007]步驟一、判斷縱向壁板的開口是否滿足預(yù)定的計算條件，滿足所述預(yù)定條件時進(jìn)行步驟二 ；
[0008]步驟二，計算所述開口根部的預(yù)定截面的內(nèi)力；
[0009]步驟三，根據(jù)工程梁算法計算所述開口的預(yù)定截面的應(yīng)力；
[0010]步驟四，對所述預(yù)定截面的應(yīng)力進(jìn)行修正；
[0011]步驟五，根據(jù)修正后的所述預(yù)定截面的應(yīng)力計算所述開口角點腹板的VonMises應(yīng)力；
[0012]步驟六，將修正后的所述預(yù)定截面的應(yīng)力和所述角點腹板的VonMises應(yīng)力與預(yù)定的許用應(yīng)力值進(jìn)行比較，得到所述縱向壁板的靜強度。
[0013]優(yōu)選的，所述縱向壁板以及所述開口的平面形狀為矩形。
[0014]優(yōu)選的，在所述步驟一中，所述預(yù)定的計算條件為:
[0015]b>0.4hi0.2h<a<0.75h，
[0016]其中，a為所述縱向壁板的開口的長，b為所述縱向壁板的開口的寬，h為縱向壁板的寬。
[0017]優(yōu)選的，所述預(yù)定截面為沿所述開口的寬度方向的截面。
[0018]優(yōu)選的，在所述步驟二中，當(dāng)所述開口上下結(jié)構(gòu)的所述預(yù)定截面彎曲剛度比值在
0.8?1.25范圍內(nèi)時，分別根據(jù)如下公式計算所述預(yù)定截面的彎矩M、軸力N以及剪力Q:
[0019]M = qa(h+b)/8 ；N=qa/2 ；Q = qh/2 ；
[0020]其中，q為所述縱向壁板的剪流。
[0021]優(yōu)選的，在所述步驟二中，當(dāng)所述開口上下結(jié)構(gòu)的所述預(yù)定截面彎曲剛度比值不在0.8?1.25范圍內(nèi)時，從有限元模型中提取所述預(yù)定截面的彎矩M、軸力N以及剪力Q。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0023]本發(fā)明的具有開口的縱向壁板的強度計算方法，針對大開口縱向壁板，能更準(zhǔn)確高效的計算出縱向壁板在大開口處的應(yīng)力情況，保證縱向壁板強度的前提下減輕結(jié)構(gòu)重量。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明具有開口的縱向壁板的強度計算方法一個實施例的大開口縱向壁板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是圖1中A-A剖視圖。
【具體實施方式】
[0026]為使本發(fā)明實施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0028]下面結(jié)合附圖1和圖2對本發(fā)明具有開口的縱向壁板的強度計算方法做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0029]本發(fā)明提供了一種具有開口的縱向壁板的強度計算方法，包括如下步驟:
[0030]步驟一、判斷縱向壁板的開口是否滿足預(yù)定的計算條件，滿足預(yù)定條件時進(jìn)行步驟二。
[0031 ]步驟二，計算開口根部的預(yù)定截面的內(nèi)力。
[0032]步驟三，根據(jù)上述預(yù)定截面的內(nèi)力以及通過工程梁算法，計算開口的預(yù)定截面的應(yīng)力。
[0033]步驟四，對預(yù)定截面的應(yīng)力進(jìn)行修正。
[0034]步驟五，根據(jù)修正后的預(yù)定截面的應(yīng)力計算開口角點腹板的VonMises應(yīng)力。
[0035]步驟六，將修正后的預(yù)定截面的應(yīng)力和角點腹板的VonMises應(yīng)力與預(yù)定的許用應(yīng)力值進(jìn)行比較，得到縱向壁板的靜強度。預(yù)定的許用應(yīng)力值可以根據(jù)選用的飛機設(shè)計手冊進(jìn)行選取。
[0036]本發(fā)明的具有開口的縱向壁板的強度計算方法，針對大開口縱向壁板，能更準(zhǔn)確高效的計算出縱向壁板在大開口處的應(yīng)力情況，保證縱向壁板強度的前提下減輕結(jié)構(gòu)重量。
[0037]本發(fā)明的具有開口的縱向壁板的強度計算方法中的步驟一，預(yù)定的計算條件是根據(jù)縱向壁板的開口形狀而定;本實施例中，特別如圖1和圖2所示，優(yōu)選縱向壁板以及開口的平面形狀為矩形。
[0038]相應(yīng)地，預(yù)定的計算條件為:
[0039]b>0.4h 且 0.2h<a<0.75h;
[0040]其中，a為縱向壁板的開口的長，b為縱向壁板的開口的寬，h為縱向壁板的寬。
[0041]本發(fā)明的具有開口的縱向壁板的強度計算方法中，預(yù)定截面為沿開口的寬度方向的截面。在上述步驟二中，當(dāng)開口上下結(jié)構(gòu)的預(yù)定截面彎曲剛度比值在0.8?1.25范圍內(nèi)時，分別根據(jù)如下公式