一种基于等效方法的PRSEUS结构分析方法技术

本发明专利技术提出一种基于等效方法的PRSEUS结构分析方法，包含强度等效和刚度等效两个方面。等效方法可以很大程度地简化薄壁加筋结构的有限元模型，运用等效理论将PRSEUS加筋层压板等效为一块相同形状的无加强筋板，使得两块板具有相同的力学性能。这样既可以较为准确地模拟PRSEUS加筋板的力学特性，同时也大大简化了结构有限元模型，节约建模工作量和计算时间，这有利于结构优化。此外，使用这种等效方法还有一个优势，就是当加筋层合板结构方案改变时，只需要调整加强筋板条元的形状参数（宽和高）和加强筋布置参数（加筋条间距），无需重新建立有限元模型，从而增强了有限元模型的参数化能力。

An PRSEUS structure analysis method based on the equivalent method

The invention proposes a PRSEUS structure analysis method based on the equivalent method, which includes two aspects of strength equivalence and stiffness equivalence. The equivalent method can simplify the finite element model of thin-walled reinforced structure to a large extent. The PRSEUS stiffened laminated plate is equivalent to a stiffened plate with the same shape by using the equivalent theory, which makes the two plates have the same mechanical properties. In this way, we can accurately simulate the mechanical properties of PRSEUS stiffened panels, and also greatly simplify the structural finite element model, saving modeling workload and computing time, which is conducive to structural optimization. In addition, the use of this equivalent method has an advantage that is when changing the reinforced laminate structure scheme, only need to adjust the shape parameters of the reinforced slab element (width and height) and reinforcement layout parameters (reinforcement spacing), without the need to re build the finite element model, so as to enhance the ability of parametric Co. element model.

【技术实现步骤摘要】
一种基于等效方法的PRSEUS结构分析方法
：本专利技术涉及航空系统
，具体涉及等效方法和结构分析，是一种基于等效方法的PRSEUS结构分析方法。
技术介绍
：翼身融合飞机(BWB-blendedwingbody)是一种新型布局的客机，具有更轻的重量、更高的升阻比、更小的燃油消耗，更高的安全性和更好的舒适性等优势。但其非圆形机身在客舱增压载荷和外载荷作用下承受很大的弯曲应力，其增压载荷是通过平板弯曲应力抵消，而不是像B787、A380等的圆形或者椭圆形机身一样承受拉伸膜应力，更容易产生较大的弯曲变形。对此，波音提出了一种先进的挤压杆、缝合、一体化(PRSEUS)复合材料结构。其长桁顶端包裹碳纤维杆进行加强，隔框由复合材料包裹泡沫夹芯，通过将框架和桁条缝合到飞机蒙皮上构成一体化复合材料结构。PRSEUS组合结构运用复合材料，以提高整个结构的力学性能。与金属材料相比，复合材料具有可设计性，其性能与铺层方向、铺层顺序和铺层比例密切相关，这就带来大量的设计变量。此外，建PRSEUS组合结构模型比较复杂，并且运用到BWB飞机的结构上，必然带来结构有限元建模时间长，过程繁杂，给结构设计带来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于等效方法的PRSEUS结构分析方法，其特征在于，在计算结构的刚度时，采用线性叠加的方法，将加筋板的刚度视为蒙皮的刚度和加筋条的刚度的叠加；通过将PRSEUS结构中的筋条分解成若干个板条元；然后分别计算蒙皮和各板条元的刚度系数，进行刚度系数平移计算，叠加成等效刚度矩阵；最后将等效刚度矩阵赋值到等效板的属性参数上。

【技术特征摘要】
1.一种基于等效方法的PRSEUS结构分析方法，其特征在于，在计算结构的刚度时，采用线性叠加的方法，将加筋板的刚度视为蒙皮的刚度和加筋条的刚度的叠加；通过将PRSEUS结构中的筋条分解成若干个板条元；然后分别计算蒙皮和各板条元的刚度系数，进行刚度系数平移计算，叠加成等效刚度矩阵；最后将等效刚度矩阵赋值到等效板的属性参数上。2.根据权利要求1所述的一种基于等效方法的PRSEUS结构分析方法，其特征在于，该方法具体包括以下几个步骤：步骤一：将桁条分解为若干板条元压层板，分别计算蒙皮和桁条各板条元层压板的拉压刚度系数和弯曲刚度系数；步骤二：计算所述整个PRSEUS结构的等效中面位置，并将所述蒙皮和所述板条元层压板的弯曲刚度向中性轴进行移轴处理；步骤三：分别计算移轴处理后所述蒙皮和离散的板条元层压板的刚度矩阵后，通过线性叠加得到PRSEUS结构的等效刚度矩阵；步骤四：所述PRSEUS结构的拉压强度等效，计算等效厚度和等效弹性模量；步骤五：剪切强度等效，计算其等效剪切模量；步骤六：在材料和单元属性中定义PRSEUS等效结构，将组装等效刚度ABD矩阵中A矩阵中的系数赋予薄膜材料和剪切材料，将所述B矩阵中的系数赋予耦合材料，将所述D矩阵中的系数赋予弯曲材料，等效厚度teq定...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝雯生，范周伟，高婷婷，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32