[发明专利]一种基于舱门细节模型的强度校核方法

说明书

技术领域

本发明属于飞机结构强度设计领域，尤其涉及一种基于舱门细节模型的强度校核方法。

背景技术

随着民用航空技术的发展，适航条例对于飞机舱门的要求日益严格，相应的对舱门设计提出了更高的要求。一方面舱门结构有限元模型网格划分趋于精细化，但是细节化的有限元计算结果不适用于现有的强度校核方法，不能直接用来进行强度校核，必须进一步处理后，再对结构进行强度校核；另一方面，舱门结构的计算需要考虑单个元件失效的破损安全工况，由于需要考虑的破坏部位较多，造成破损安全计算模型的数量繁多。

以上两个方面的原因造成了有限元计算结果数据信息量急剧增加，同时需要把细节模型计算结果转化为适用于强度校核方法的计算数据，因此需要建立一种新的方法来完成基于舱门细节模型的强度校核工作。

发明内容

本发明提供了一种基于舱门细节模型的强度校核方法，将细节模型计算结果转化为适用于强度校核方法的计算数据，同时给出强度校核结果。

本发明基于舱门细节模型的强度校核方法，主要包括以下步骤:

S1、建立所述舱门的有限元模型，所述有限元模型将所述舱门的各结构划分为若干区域；

S2、根据所述有限元模型数据构建所述舱门的完整结构计算模型和破损安全计算模型；

S3、根据所述完整结构计算模型和所述破损安全计算模型进行静力计算，所述静力计算包括节点平衡力计算、板壳单元等效应力计算、梁单元应力恢复点应力计算以及梁单元与杆单元之间的轴向应力计算；

S4、根据步骤S3的计算结果得到适于强度校核方法计算的数据，所述适于强度校核方法计算的数据包括各结构的应力检查工作应力以及各结构的稳定性计算工作应力；

S5、计算各结构的应力检查许用值及各结构的稳定性计算许用值，并与步骤S4中的对应结构的相应的工作应力比较，得到各结构的安全裕度，所述安全裕度包括应力检查的安全裕度及稳定性安全裕度。

优选的是，步骤S2的所述有限元模型数据至少包括模型的节点数据、单元数据、材料属性数据、单元属性数据以及边界条件数据。

上述方案中优选的是，步骤S2中，所述完整结构计算模型包括所有舱门结构、所有边界约束条件以及以2Δp压力载荷为极限载荷进行计算，其中Δp 为飞机座舱最大压差。

上述方案中优选的是，步骤S2中，所述破损安全计算模型包括以1.15Δ p压力载荷为极限载荷进行计算，其中Δp为飞机座舱最大压差，且对任一种失效情况分别建立所述破损安全计算模型，所述失效情况包括止动接头失效或者梁断开，所述梁包括横梁或纵梁。

上述方案中优选的是，所述步骤S1及S4中的所述结构包括蒙皮、梁腹板、内缘条以及外缘条。

上述方案中优选的是，步骤S4中，所述蒙皮、梁腹板、内缘条以及外缘条的应力检查工作应力为各自结构的所有步骤S1划分的区域的工作应力绝对值的最大值，所述蒙皮及梁腹板的工作应力为步骤S3中计算的板壳单元等效应力，所述外缘条的工作应力为步骤S3中计算的梁单元与杆单元之间的轴向应力，所述内缘条工作应力为步骤S3中计算的梁单元应力恢复点应力。

上述方案中优选的是，步骤S4中，所述蒙皮及梁腹板的稳定性计算工作应力包括压缩应力、剪切应力及弯曲应力；所述内缘条以及外缘条的稳定性计算工作应力为各区域内梁单元与杆单元之间的轴向应力绝对值的最大值。

上述方案中优选的是，步骤S5中，所述稳定性计算许用值包括对内缘条或外缘条采用板元法计算其失稳临近应力，所述板元法为将所述内缘条或外缘条划分为若干板元，分别计算每一板元的失稳临界值，并将所有板元中最小的失稳临界值作为内缘条或外缘条的失稳临界值。

本发明的优点在于：

1)本发明提供的方法可以完成基于舱门细节模型的强度校核工作，规范了舱门强度校核流程，避免了设计工作的人为误差。

2)本发明提供的方法简单可靠，提高设计效率，具有较大的应用价值。

附图说明

图1为本发明基于舱门细节模型的强度校核方法的一优选实施例的流程图。

图2为本发明图1所示实施例的舱门模型的区域划分示意图。

图3为本发明图1所示实施例的梁单元应力恢复点示意图。

图4为本发明图1所示实施例的内缘条分解为板元示意图。

图5为本发明图1所示实施例的外缘条分解为板元示意图。

具体实施方式