复合材料加筋壁板稳定性影响分析.pdf

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1、第3期机械设计与制造2012年3月MachineryDesign&Manufacture47文章编号：1001—3997(2012)03-0047-03复合材料加筋壁板稳定性影响分析木展全伟范学领徐红炉(’西北工业大学，西安710065)(z西安交通大学航天学院，西安710049)InfluenceanalysisonthestabilityofcompositeribbedpanelZHANQnan—wei．FANXue—ling2，XUHong—lu(NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710065，C

2、hina)(SchoolofAerospace，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China)；【摘要】分别运用特征值法和孤长法开展T字型加筋壁板稳定性及其影响因素分析。分析表明：{}特征值法和弧长法所得结果相近，弧长法分析结果较为安全，特征值法可作为观察模型屈曲位置及模{lj态-图的分析方法。加筋壁板屈曲载荷随筋条间距的变化呈抛物线状，较平均的筋条布置有利于加筋壁i}板的整体稳定性。加筋壁板屈曲载荷随凸缘宽度的变化呈抛物线状，保持筋条横截面面积不变，筋条凸{l缘宽为60mm时屈曲载荷达到最大值。较小的凸缘宽度会导

3、致筋条屈曲的发生，应在实际设计中予以i》S避免。《2l关键词：复合材料；加筋壁板；稳定性；屈曲模态；筋条2}【Abstract】Thestabilityandinfluence．factorsofcompositeribbedpanelwithTstringerwereanalyzed{lthrougheigenvalueanalysisnwthodandarc-lengthmethodrespectively．Theresultsofanalyzingindicatei》thatthesetwomethodsaresimilarwitharc-len

4、gthmethodissafer，whileeigenvalueattalysismethodCOltbe《l口methodforobservingbucklingpositionandmoda1．Theribbedpanelbucklingloadisshownasaparabolici》withthechangingofstringersgap，thusanaveragestringerlayoutisconducivetothestabilityofribbed《lpane1．Iftheribbedpanelbucklingloadisshown

5、as0parabolicwiththechangingofflangewidthwithsec-；；tionalareaofstringerbeinguncahnged，Ⅱmaximumvalueofbucklingloadcanbeobtainedwhenthewidth《?offlangeis60mrrrLocalbuckingonthestringerwillhappenwithwidthofflangebeingsmaller，whichneed{；to6eavO如d舭伽如sign．{}Keywords：Compositematerials；R

6、ibbedpanel；Stability；Bucklingmodal；Stringer；中图分类号：TH16，TB33文献标识码：A1引言定性，并分析了加筋壁板建模及边界条件施加。上述文献分别运用不同方法和理论对加筋壁板结构稳定性进行了一定的分析，得加筋壁板构件是目前航空、航天以及船舶领域内广泛采用到一些有用的结论。的形式，这些构件在受到压缩、剪切、弯曲和扭转等载荷作用时容将在这些研究的基础上分别运用特征值法和弧长法对复合易丧失稳定性，因此为了保证结构的使用安全需要进行稳定性分材料加筋壁板稳定性开展分析，并研究筋条位置和横截面对加筋析。重量是结构设计中

7、的一个重要因素，合理布局加筋壁板型式、壁板稳定性的影响。提高其稳定性成为工程应用上关注的问题。针对复合材料加筋壁板的稳定性分析国内外开展了一定的2加筋壁板稳定性分析研究。文献f研究了复合材料加筋层合板的屈曲和后屈曲性态与2．1有限元模型及其边界条件加强筋的分布、分层形状、分层位置及分层大小等因素的关系。文复合材料T字型加筋壁板有限元模型，如图1所示。采用大献口研究加筋壁板结构试验件在受压状态下的非线性变形及稳定型有限元软件Patran提供的四节点等参平板单元进行网格划分，性特性。文献【引对机身加筋曲板在轴压载荷作用下后屈曲承载能共划分有6177个节点和

8、7700个单元，模型材料均采用T300／力进行了试验和工程算法研究。文献【4提出一套基于准三维