短桁条与长桁加筋平板的压缩稳定性研究-论文.pdf

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1、中国科技信息2。14年第13期.CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYINFORMATIONJun,2o14工程技术推广留1韦一上海飞机设计研究院201212曾伟曾伟(1989一),男助理工程师.现从事飞机强度设计工作。本文通过有限元分析与理论计算的方法,对短桁条加筋平板、长桁加筋平板和无加筋平板的压缩稳定性进行了对比分析。分析结果表明,短桁条加筋平板的压缩失稳应力远高于无加筋平板,而低于长桁加筋平板。在工程计算中,对于短桁条加筋板,将短桁条视为铰支边界,按铰支平板相关公式计算压缩失稳应力是一种偏安全的计算方法。Del:10.3969/j.issn.1001-8972.201

2、4.13.029短桁条与长桁加筋平板的压缩稳定性研究引言平板长a=200mm,宽b=920mm,蒙皮与短桁条、长桁厚度均为t=1.2mm,短桁条与长桁均按压缩稳定性是飞机结构强度的一个重要方面,需要强度设计人员对其进行细致和认真的考量。在飞机结构中,薄蒙皮或其他150mm的间距等距铆接于平板上,长桁长200ram,短桁一些薄板结构在受到面内压缩载荷作用时,可能发生压缩失稳现条长180mm,加筋平板受沿桁条方向的压缩载荷作用。象。在飞机机身结构设计中,蒙皮一般沿机身环向和纵向由按一此外,另选用长200mm,宽150mm,厚1.2ram的矩形定间距布置的隔框和长桁支持,这种结构为典型的加筋壁

3、板,这窄板进行对比分析。样的设计方法也极大地提高了蒙皮的压缩稳定性。机身两端由于采用ABAQUS有限元分析软件分别建立短桁条加筋受力小,敝蒙皮一般较薄,且在框距较小的密框区域往往不再板、长桁加筋板、宽平板和窄平板的有限元模型进行压缩大面积的布置长桁进行加强,对某些工况下承压的部位,屈曲分析。分析时,宽平板和窄平板四边铰支,沿长度方改采用短的、不与隔框连接的薄桁条进行加强以减轻机身向施加压缩载荷,长桁加筋板薄板四边铰支,长桁两端铰重量,如图1所示。对于此种短桁条加筋薄板结构,需要支,沿长度方向在薄板和长桁两端施加相同的压缩载荷;研究短桁条对于提高蒙皮压缩失稳应力的作用,以及在强短桁条加筋板

4、薄板四边铰支,短桁条两端自由,沿长度方度设计时如何对其压缩稳定性进行评估。向在薄板两端施加压缩载荷,短桁条两端不施加载荷。薄板、长桁与短桁条的材料及其力学性能见表1。表1材料的力学性能结构材料弹性模量E(MPa)泊松比v薄板2024-T42铝合金72345O.33长桁7075"T76511铝合金7l656O.33短桁条7075-T76511铝合金716560.33通过有限元分析,得到以上四种模型的一阶屈曲模态及一阶失稳应力,如表2所示。2压缩失稳应力的理论计算图1典型短桁条加筋壁板根据参考文献,图2所示承受均匀轴向压缩载荷的矩形平板的弹性压缩失稳应力按式(1)计算:本文以此为背景,对短桁

5、条加筋平板、长桁加筋平板和无加筋平板的压缩稳定性进行了对比分析。=(吾)㈩1有限元法分析压缩失稳应力式中:E——薄板材料弹性模量;一91一

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