翼面結構屈曲及后屈曲快速設計與分析方法研究.pdf

1、飛機結構的穩(wěn)定性是飛機結構設計的重要問題之一。目前工程上對結構的穩(wěn)定性分析仍以線性屈曲分析為主。隨著分析精度的提高以及減重的要求，飛機翼面上的加筋板/盒段結構的后屈曲分析與設計越來越受到重視。本文從工程角度入手，考慮壓縮、剪切以及其他工況，采用理論推導、有限元分析與試驗研究相結合的方法，發(fā)展了一種翼面結構屈曲以及后屈曲快速設計與分析方法，結果表明該方法能夠提高屈曲分析的精度與后屈曲分析的效率。
　　在屈曲分析方面，傳統(tǒng)的工程簡化分

2、析方法將邊界條件簡化為簡支，往往會導致保守設計而使結構的重量增加，而一旦為了減重將邊界條件簡化為固支，則結構可能存在提前失穩(wěn)的風險，其根本原因在于屈曲應力計算不準確。本文采用里茲能量法，考慮筋條的彈性支持以及筋條軸向壓力對蒙皮局部屈曲的影響，建立了軸壓加筋板的理論分析模型，同時指出筋條下緣條對于蒙皮屈曲具有一定影響，給出了蒙皮板元寬度的近似取法；考慮了筋條與蒙皮的連接形式，給出了單排鉚釘與多排鉚釘?shù)姆治龇椒?。結合筋條局部屈曲、加筋板整體

3、屈曲分析方法與筋條扭轉穩(wěn)定性校核，能夠對任意形式的加筋板進行屈曲分析并給出屈曲位置、屈曲載荷和屈曲半波數(shù)。結果表明精度較工程簡化分析方法有明顯提高。本文進一步將加筋板屈曲分析方法推廣到盒段結構上，考慮泊松效應和蒙皮參與區(qū)，可以對關鍵位置格子蒙皮進行軸壓、剪切、壓剪屈曲分析，并給出屈曲載荷，結果與有限元結果吻合良好。
　　在后屈曲分析方面，建立復合材料加筋板緣條-蒙皮局部脫膠解析模型，將有效寬度法與局部脫膠解析模型相結合，使得用工程