[发明专利]一种机身壁板承受轴压载荷时的屈曲载荷的判断方法

说明书

本发明属于航空结构强度设计领域，特别是涉及一种机身壁板承受轴压载荷时的屈曲载荷的判断方法。包括：在机身壁板蒙皮上布置蒙皮应变片；根据蒙皮应变片位置布置长桁应变片；获取蒙皮应变片和长桁应变片的应变数据曲线，并将蒙皮应变数据曲线存在掉头或拐折的蒙皮应变片位置确定为待定位置；根据所述待定位置的蒙皮应变曲线和与所述待定位置对应的长桁应变曲线确定所述待定位置是否发生屈曲以及发生屈曲时的屈曲载荷。通过本发明的方法可以准确的判断机身壁板的轴压屈曲载荷。

技术领域

本发明属于航空结构强度设计领域，特别是涉及一种机身壁板承受轴压载荷时的屈曲载荷的判断方法。

背景技术

壁板是飞机机身最主要的传载结构，运输类飞机机身壁板由长桁和薄蒙皮组成，蒙皮主要传递拉伸、压缩、剪切载荷。由于蒙皮都是薄板，在远低于飞机设计载荷下就会产生屈曲，影响飞机的整体传力、对飞行寿命的影响大，但目前并没有明确的方法来判断蒙皮的失稳临界值。设计时没明确的准则就做不到精确设计，无法做到重量最优、无法保证飞行安全、使用经济性。

国内外对机身轴压屈曲载荷的判断主要为通过机身壁板上、下表面应变片的分叉点判断屈曲载荷；其次还可采用数字图像相关技术，通过蒙皮是否起波判断屈曲载荷。

由于机身壁板一般存在初始缺陷，应变分叉点判断法可能在加载的初始阶段就开始分叉，无法得到曲板的轴压屈曲载荷；DIC方法对屈曲载荷的判断较多的依据设计人员的工程判断，缺少必要的判断准则。

发明内容

发明目的：提供一种机身壁板承受轴压载荷时的屈曲载荷的判断方法，以准确判断机身壁板承受轴压载荷时的屈曲载荷。

技术方案：

第一方面，提供了一种机身壁板承受轴压载荷时的屈曲载荷的判断方法，包括：

在机身壁板蒙皮上布置蒙皮应变片；

根据蒙皮应变片位置布置长桁应变片；

获取蒙皮应变片和长桁应变片的应变数据曲线，并将蒙皮应变数据曲线存在掉头或拐折的蒙皮应变片位置确定为待定位置；

根据所述待定位置的蒙皮应变曲线和与所述待定位置对应的长桁应变曲线确定所述待定位置是否发生屈曲以及发生屈曲时的屈曲载荷。

进一步地，在机身壁板蒙皮上布置蒙皮应变片，具体为：

根据屈曲波形的数量布置机身壁板蒙皮应变片，蒙皮应变片需背靠背布置于机身内侧和外侧的对应位置。

进一步地，屈曲波的数量为壁板单元格的长宽比，应变片布置在屈曲波的波峰和波谷对应的位置。

进一步地，在蒙皮应变片位置截面的长桁上布置长桁应变片。

进一步地，对于Z字形长桁，在立边和内缘均布置长桁应变片。

进一步地，将蒙皮应变数据曲线存在掉头或拐折的蒙皮应变片位置确定为待定位置，之前还包括：

对蒙皮内外应变片的应变曲线进行对比，根据理论数据剔除因为蒙皮初始缺陷带来的柺折应变点。

进一步地，根据所述待定位置的蒙皮应变曲线和与所述待定位置对应的长桁应变曲线确定所述待定位置是否发生屈曲以及发生屈曲时的屈曲载荷，具体为：

根据所述待定位置的蒙皮应变曲线确定发生屈曲的载荷区间；

计算所述待定位置的长桁应变曲线在所述载荷区间内的曲线斜率；

根据曲线斜率确定所述待定位置是否发生屈曲。