機(jī)身新型焊接加筋壁板壓縮失穩(wěn)載荷預(yù)估方法研究.pdf

1、焊接加筋壁板可以減輕壁板整體的重量，隨著焊接技術(shù)水平的越來越成熟，其在飛機(jī)機(jī)翼、機(jī)身結(jié)構(gòu)壁板中的應(yīng)用日趨廣泛。新型焊接壁板不斷出現(xiàn)，由于其結(jié)構(gòu)尺寸大、制備費(fèi)用高，其試驗(yàn)成本巨大，所以從工程計(jì)算和有限元模擬預(yù)估其結(jié)構(gòu)失穩(wěn)載荷的方法研究是有必要的。本文以大型Z形焊接加筋壁板為研究對(duì)象，結(jié)合理論計(jì)算、Abaqus有限元模擬與試驗(yàn)對(duì)比分析，研究了其軸壓過程中失穩(wěn)載荷的預(yù)估方法。
　　首先根據(jù)平板屈曲公式研究了其在軸壓載荷下壁板結(jié)構(gòu)的局部屈

2、曲載荷,其次采用Johnson-Euler法計(jì)算失穩(wěn)極限載荷。由于蒙皮有效寬度與組成柱截面慣性半徑之間的計(jì)算復(fù)雜，本文給出了其關(guān)系曲線圖，提高計(jì)算此種壁板結(jié)構(gòu)失穩(wěn)載荷的效率。在以上研究的基礎(chǔ)上，建立不同蒙皮與長桁材料組成的焊接壁板結(jié)構(gòu)的平均載荷求取理論模型，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)值對(duì)比，二者的偏差為4.36％。有限元模擬采用了Buckle線性特征值屈曲同Static，risks弧長法相結(jié)合的方法，對(duì)壁板失穩(wěn)過程進(jìn)行研究，得到蒙皮先屈曲之后長桁屈

3、曲直至整體破壞的結(jié)論；提出通過載荷比例因子（LPF)的極值確定壁板極限載荷的方法，并對(duì)蒙皮-長桁應(yīng)用了殼-殼、殼-實(shí)體及實(shí)體-實(shí)體三種建模方式作了比較分析，與試驗(yàn)值對(duì)比之后，深入研究了網(wǎng)格尺寸的劃分以及蒙皮與長桁接觸部分開焊對(duì)失穩(wěn)載荷的影響。最終采用殼-實(shí)體建模效果有較好的結(jié)論，所得失穩(wěn)極限載荷偏差為4.1%。應(yīng)用有限元模擬方法分析了蒙皮、長桁材料彈性模量及邊界約束條件對(duì)壁板極限載荷的影響，結(jié)果可知適當(dāng)提高長桁材料的彈性模量更有利于增大