[发明专利]一种机身结构中长桁总体稳定性计算方法

权利要求书

1.一种机身结构中长桁总体稳定性计算方法，该机身结构包含长桁、蒙皮、机身框，已知该机身结构的设计数模和载荷工况，其特征在于包含以下步骤：1)根据机身结构的设计数模，以长桁和机身框交点为基准，建立机身结构的有限元模型，其中将蒙皮简化为板单元，将长桁简化为杆单元，将机身框简化为梁单元，在相邻梁单元之间，由杆单元和杆单元两侧的板单元组成一个计算单元，每个计算单元包含中间位置的长桁和长桁两侧的蒙皮；2)在上述有限元模型中，对靠近机头部位的机身框梁单元简支约束，作为机身结构总体应力分析模型的边界条件；3)根据边界条件和载荷工况，得到机身结构各计算单元的应力计算结果；4)根据各计算单元的应力计算结果，提取蒙皮受纯剪切的计算单元作为分析单元；5)计算出每个分析单元的长桁压应力，并将长桁压应力的计算结果进行比对分析，提取长桁的最小压应力σ_c；6)利用该最小压应力对应的长桁几何参数，计算出长桁临界失稳应力σ_cf；7)由最小压应力对应的长桁的临界失稳应力σ_cf和长桁最小压应力σ_c的比值，作为机身长桁的总体稳定性剩余强度。

2.如权利要求1所述的机身结构中长桁总体稳定性计算方法，其特征在于，在步骤5)中，每个分析单元的长桁压应力σ_c包括三部分：第一部分为机身结构总体有限元模型中计算出的长桁压应力σ_ch；第二部分为由蒙皮剪切失稳后对角拉伸引起的长桁平均压应力σ_st；第三部分为长桁受到向内的弯曲载荷在两支点处的弯曲应力σ_M。

3.如权利要求1或2所述的机身结构中长桁总体稳定性计算方法，其特征在于，在计算长桁压应力σ_c时应考虑长桁在弯曲时的物理几何塑性系数K_P对弯曲应力σ_M的影响，以及机身结构总体有限元模型中计算出的长桁压应力σ_ch和蒙皮剪切失稳后对角拉伸载荷引起的长桁平均压应力σ_st对长桁在弯曲时的物理几何塑性系数K_P的影响，长桁压应力σ_c的具体计算方法如下：

首先考虑长桁压应力σ_ch和对角拉伸引起的长桁平均压应力σ_st的影响，根据下列公式计算出长桁弯曲时可承受的最大弯曲应力σ_max：

σ_max＝K_Pσ_b-σ_st-σ_ch；

再考虑长桁压应力σ_ch和对角拉伸引起的长桁平均压应力σ_st的影响，根据下列公式计算出长桁在弯曲时的物理几何塑性修正系数K_P1：

根据下列公式计算长桁的最小计算应力σ_c：