[发明专利]一种飞机蒙皮纵向连接结构强度分析方法

权利要求书

1.一种飞机蒙皮纵向连接结构强度分析方法，其特征在于，其步骤为：

步骤1：通过编写的Excel工具，从飞机的整体有限元模型的计算结果中提取蒙皮纵向连接结构的内载荷；其中，F_x1、F_y1、q_xy1和F_x2、F_y2、q_xy2分别为连接区上下两侧蒙皮单元在局部坐标系下的力流，P_G1、P_G2为长桁两端的端载；

步骤2：确定飞机连接件紧固件强度许用值和蒙皮强度许用值；P_tu和P_su分别是紧固件极限拉伸强度和极限剪切强度，σ_tu和σ_cy分别是蒙皮材料的拉伸极限强度和压缩屈服强度；

步骤3：由构建的平衡方程和变形协调方程计算出紧固件和连接带板的载荷分配；假如连接有n行紧固件，则有一个平衡方程和n-1个变形协调方程；用带有2行紧固件的单剪连接件来说明在平衡方程和协调方程中的参数，第一行紧固件受到载荷V₁，传递给连接带板A即上蒙皮，即P_A＝V₁；同时剩余载荷(P-V₁)，传递给连接带板B即下蒙皮，即P_B＝P-V₁，并由最后一行紧固件承受，于是V₂＝P-V₁；

步骤4：计算出紧固件和连接带板的分载系数；

步骤5：在有限元仿真软件中建立蒙皮纵向连接结构的细节有限元模型，提取紧固件的剪切载荷和二次弯曲引起的拉伸载荷，计算出紧固件剪切、拉伸载荷的分载系数f_s、f_t；

步骤6：基于步骤3计算紧固件的拉伸载荷；

步骤7：基于步骤3计算紧固件的剪切载荷；

步骤8：计算紧固件的安全裕度；

步骤9：建立蒙皮纵向连接结构的细节有限元模型，计算出连接带板的二次弯曲系数f_BM；

步骤10：计算蒙皮凸台位置和连接带板位置的安全裕度；

步骤11：计算连接带板钉孔位置的安全裕度；二次弯曲引起的最大弯曲应力发生在搭接区第一排紧固件位置，在细节有限元模型中读取钉孔位置轴向载荷下的应力值σ，则钉孔位置的最大应力为：

式中，σ_bru为材料的挤压极限强度。

2.根据权利要求1所述的一种飞机蒙皮纵向连接结构强度分析方法，其特征在于，步骤3具体为：

首先计算总的载荷：

P＝V₁+V₂＝P_A+P_B (1)

依据形变相容性，紧固件1和连接带板A的总形变等于紧固件2和连接带板B的总形变：

V₁C₁+δ_A＝V₂C₂+δ_B (3)

即可求得连接带板的载荷P_A、P_B，和紧固件的载荷V₁、V₂；

式中，δ₁、δ₂为紧固件的变形，δ_A、δ_B为连接带板的变形，L为连接带板的长度，A为连接带板的横截面积，E为连接带板的弹性模量，C为紧固件的柔度常量，参考公式4：

式中，t_spA、t_spB为连接板单元厚度；D为紧固件直径，B₁、B₂为常量。

3.根据权利要求1所述的一种飞机蒙皮纵向连接结构强度分析方法，其特征在于，步骤4紧固件和连接带板的分载系数具体为：

是第n行紧固件的分载系数；

和分别是连接带板A和B的分载系数。