機身新型焊接加筋壁板壓縮失穩(wěn)載荷預估方法研究.pdf

1、焊接加筋壁板可以減輕壁板整體的重量，隨著焊接技術水平的越來越成熟，其在飛機機翼、機身結構壁板中的應用日趨廣泛。新型焊接壁板不斷出現(xiàn)，由于其結構尺寸大、制備費用高，其試驗成本巨大，所以從工程計算和有限元模擬預估其結構失穩(wěn)載荷的方法研究是有必要的。本文以大型Z形焊接加筋壁板為研究對象，結合理論計算、Abaqus有限元模擬與試驗對比分析，研究了其軸壓過程中失穩(wěn)載荷的預估方法。
　　首先根據(jù)平板屈曲公式研究了其在軸壓載荷下壁板結構的局部屈

2、曲載荷,其次采用Johnson-Euler法計算失穩(wěn)極限載荷。由于蒙皮有效寬度與組成柱截面慣性半徑之間的計算復雜，本文給出了其關系曲線圖，提高計算此種壁板結構失穩(wěn)載荷的效率。在以上研究的基礎上，建立不同蒙皮與長桁材料組成的焊接壁板結構的平均載荷求取理論模型，計算結果與試驗值對比，二者的偏差為4.36％。有限元模擬采用了Buckle線性特征值屈曲同Static，risks弧長法相結合的方法，對壁板失穩(wěn)過程進行研究，得到蒙皮先屈曲之后長桁屈

3、曲直至整體破壞的結論；提出通過載荷比例因子（LPF)的極值確定壁板極限載荷的方法，并對蒙皮-長桁應用了殼-殼、殼-實體及實體-實體三種建模方式作了比較分析，與試驗值對比之后，深入研究了網(wǎng)格尺寸的劃分以及蒙皮與長桁接觸部分開焊對失穩(wěn)載荷的影響。最終采用殼-實體建模效果有較好的結論，所得失穩(wěn)極限載荷偏差為4.1%。應用有限元模擬方法分析了蒙皮、長桁材料彈性模量及邊界約束條件對壁板極限載荷的影響，結果可知適當提高長桁材料的彈性模量更有利于增大