一种具有开口的纵向壁板的强度计算方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞机结构设计领域，特别是涉及一种具有开口的纵向壁板的强度计算方法。
【背景技术】
[0002]飞机结构设计中，因减重及设备安装的需要，通常需要在纵向壁板中布置大开口。一般大开口纵向壁板的强度计算方法，是将纵向壁板在大开口周围的部分简化成刚框，按刚围框理论计算纵向壁板的内力及截面应力，进而评估大开口纵向壁板的静强度。
[0003]但是，纵向壁板在大开口周围的部分一般都不满足刚围框的条件，并且刚围框的选取范围没有明确的界定，按刚围框理论设计的纵向壁板往往过于保守，付出较大的结构重量代价，计算效率低，且最终得到的强度计算结果准确性较差。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供了一种具有开口的纵向壁板的强度计算方法，以解决现有大开口纵向壁板的强度计算结果不准确且效率低的问题。
[0005]本发明的技术方案是:
[0006]—种具有开口的纵向壁板的强度计算方法，包括如下步骤:
[0007]步骤一、判断纵向壁板的开口是否满足预定的计算条件，满足所述预定条件时进行步骤二 ；
[0008]步骤二，计算所述开口根部的预定截面的内力；
[0009]步骤三，根据工程梁算法计算所述开口的预定截面的应力；
[0010]步骤四，对所述预定截面的应力进行修正；
[0011]步骤五，根据修正后的所述预定截面的应力计算所述开口角点腹板的VonMises应力；
[0012]步骤六，将修正后的所述预定截面的应力和所述角点腹板的VonMises应力与预定的许用应力值进行比较，得到所述纵向壁板的静强度。
[0013]优选的，所述纵向壁板以及所述开口的平面形状为矩形。
[0014]优选的，在所述步骤一中，所述预定的计算条件为:
[0015]b>0.4hi0.2h<a<0.75h，
[0016]其中，a为所述纵向壁板的开口的长，b为所述纵向壁板的开口的宽，h为纵向壁板的宽。
[0017]优选的，所述预定截面为沿所述开口的宽度方向的截面。
[0018]优选的，在所述步骤二中，当所述开口上下结构的所述预定截面弯曲刚度比值在
0.8?1.25范围内时，分别根据如下公式计算所述预定截面的弯矩M、轴力N以及剪力Q:
[0019]M = qa(h+b)/8 ；N=qa/2 ；Q = qh/2 ；
[0020]其中，q为所述纵向壁板的剪流。
[0021]优选的，在所述步骤二中，当所述开口上下结构的所述预定截面弯曲刚度比值不在0.8?1.25范围内时，从有限元模型中提取所述预定截面的弯矩M、轴力N以及剪力Q。
[0022]本发明的优点在于:
[0023]本发明的具有开口的纵向壁板的强度计算方法，针对大开口纵向壁板，能更准确高效的计算出纵向壁板在大开口处的应力情况，保证纵向壁板强度的前提下减轻结构重量。
【附图说明】
[0024]图1是本发明具有开口的纵向壁板的强度计算方法一个实施例的大开口纵向壁板结构示意图；
[0025]图2是图1中A-A剖视图。
【具体实施方式】
[0026]为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
[0027]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0028]下面结合附图1和图2对本发明具有开口的纵向壁板的强度计算方法做进一步详细说明。
[0029]本发明提供了一种具有开口的纵向壁板的强度计算方法，包括如下步骤:
[0030]步骤一、判断纵向壁板的开口是否满足预定的计算条件，满足预定条件时进行步骤二。
[0031 ]步骤二，计算开口根部的预定截面的内力。
[0032]步骤三，根据上述预定截面的内力以及通过工程梁算法，计算开口的预定截面的应力。
[0033]步骤四，对预定截面的应力进行修正。
[0034]步骤五，根据修正后的预定截面的应力计算开口角点腹板的VonMises应力。
[0035]步骤六，将修正后的预定截面的应力和角点腹板的VonMises应力与预定的许用应力值进行比较，得到纵向壁板的静强度。预定的许用应力值可以根据选用的飞机设计手册进行选取。
[0036]本发明的具有开口的纵向壁板的强度计算方法，针对大开口纵向壁板，能更准确高效的计算出纵向壁板在大开口处的应力情况，保证纵向壁板强度的前提下减轻结构重量。
[0037]本发明的具有开口的纵向壁板的强度计算方法中的步骤一，预定的计算条件是根据纵向壁板的开口形状而定;本实施例中，特别如图1和图2所示，优选纵向壁板以及开口的平面形状为矩形。
[0038]相应地，预定的计算条件为:
[0039]b>0.4h 且 0.2h<a<0.75h;
[0040]其中，a为纵向壁板的开口的长，b为纵向壁板的开口的宽，h为纵向壁板的宽。
[0041]本发明的具有开口的纵向壁板的强度计算方法中，预定截面为沿开口的宽度方向的截面。在上述步骤二中，当开口上下结构的预定截面弯曲刚度比值在0.8?1.25范围内时，分别根据如下公式