本发明专利技术提供了一种复合材料加筋壁板构型仿真设计方法、装置、设备及介质，包括：对加筋壁板结构进行有限元仿真建模，构建加筋壁板结构的有限元模型，其中，有限元模型包括壁板、帽型长桁以及框板，若干根帽型长桁相互平行地设置于壁板之上，框板横跨若干根帽型长桁且固设于帽型长桁和壁板之上；获取有限元模型中线处长桁内间距内的壁板应变和壁板铺层构型，以及中线处长桁外间距单元的正向载荷；根据中线处长桁内间距内的壁板应变和壁板铺层构型，计算临界失稳载荷；根据中线处长桁外间距单元的正向载荷和临界失稳载荷，计算壁板有效宽度。本发明专利技术可精确地计算出壁板有效宽度，以确定壁板对于承载的贡献度，便于快速确定壁板构型，指导结构设计。导结构设计。导结构设计。
【技术实现步骤摘要】
复合材料加筋壁板构型仿真设计方法、装置、设备及介质
[0001]本专利技术涉及航空制造
，尤其涉及一种复合材料加筋壁板构型仿真设计方法、装置、设备及介质。
技术介绍
[0002]复合材料加筋壁板结构是飞机设计中大量采用的基本单元结构，尤其是在承受压缩载荷时，其承载能力及轻质的特性与金属结构相比展现了极大的优势。
[0003]在加筋壁板承受压缩载荷时，其初始模态为局部屈曲，即壁板的压缩失稳。对于平板受压时，其有效承压宽度为平板宽度。对加筋壁板而言，由于壁板两端受到长桁的约束，其有效宽度难以确定，从而影响了对壁板失稳载荷的精确计算，导致在设计中无法有效利用材料，降低结构效率，引起飞机结构增重。
[0004]因此，有必要提出一种复合材料加筋壁板构型仿真设计方法、装置、设备及介质以解决上述问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种复合材料加筋壁板构型仿真设计方法、装置、设备及介质，用以改善现有的加筋壁板有效宽度难以确定的问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种复合材料加筋壁板构型仿真设计方法，该方法包括：对加筋壁板结构进行有限元仿真建模，构建加筋壁板结构的有限元模型，其中，所述有限元模型包括壁板、帽型长桁以及框板，若干根所述帽型长桁相互平行地设置于所述壁板之上，所述框板横跨若干根所述帽型长桁且固设于所述帽型长桁和所述壁板之上；获取所述有限元模型中线处长桁内间距内的壁板应变和壁板铺层构型，以及中线处长桁外间距单元的正向载荷；根据所述中线处长桁内间距内的壁板应变和所述壁板铺层构型，计算临界失稳载荷；根据所述中线处长桁外间距单元的正向载荷和所述临界失稳载荷，计算壁板有效宽度。
[0007]本专利技术提供的复合材料加筋壁板构型仿真设计方法的有益效果在于：利用加筋壁板结构的有限元模型来模拟加筋壁板的失稳状态，并获取壁板铺层构型，以及在压缩载荷下中线处长桁内间距内的壁板应变与中线处长桁外间距单元的正向载荷，进而精确地计算出在加筋壁板结构初始失稳发生时，长桁间的壁板有效宽度。该壁板有效宽度表示了壁板在承受压缩载荷下能够有效发挥其承载能力的宽度范围，由此可以确定壁板对于承载的贡献度，以便快速确定壁板构型，指导结构设计。
[0008]在一种可能的实施例中，获取所述中线处长桁内间距内的壁板应变的步骤，包括：提取所述中线处长桁外间距单元的壁板应变，去除所述长桁帽底处的壁板应变，得到所述中线处长桁内间距内的壁板应变。
[0009]根据所述中线处长桁内间距内的壁板应变和所述壁板铺层构型，计算临界失稳载荷，包括：计算所述中线处长桁内间距内的壁板平均应变；根据所述中线处长桁内间距内的壁板平均应变和所述壁板铺层构型，计算临界失稳载荷。
[0010]有益效果在于：从所述中线处长桁内间距内的壁板应变中去除所述长桁帽底处应变，以计算所述中线处长桁内间距内的壁板平均应变，可更准确地评估所述中线处长桁内间距内的壁板应变情况。
[0011]在一种可能的实施例中，所述临界失稳载荷的计算公式如下：
[0012]其中，N
x
为所述临界失稳载荷，E
x
为所述壁板的模量；为所述中线处长桁内间距内的壁板平均应变；t为所述壁板的厚度。
[0013]有益效果在于：根据所述壁板的模量E
x
、所述中线处长桁内间距内的壁板平均应变以及所述壁板的厚度t，可准确地计算出所述中线处长桁外间距单元的临界失稳载荷N
x
。
[0014]在一种可能的实施例中，在计算所述临界失稳载荷之前，还包括：
[0015]根据所述壁板铺层构型，计算所述壁板的模量和厚度。
[0016]在一种可能的实施例中，所述壁板铺层构型包括壁板纤维参数和壁板铺层方向。
[0017]在一种可能的实施例中，所述壁板有效宽度的计算公式如下：
[0018]w＝F/N
x
；其中，w为所述壁板有效宽度，F为所述中线处长桁外间距单元的正向载荷；N
x
为所述临界失稳载荷。
[0019]其有益效果在于：根据所述中线处长桁外间距单元的正向载荷和所述临界失稳载荷N
x
，可计算得到更为准确的壁板有效宽度w。
[0020]在一种可能的实施例中，根据所述中线处长桁外间距单元的正向载荷和所述临界失稳载荷，计算壁板有效宽度之后，还包括：根据所述壁板有效宽度、所述壁板材料参数以及位于所述帽型长桁间壁板部分的数量，计算壁板总体失稳载荷。
[0021]其有益效果在于：在获取到所述壁板有效宽度后，结合所述壁板材料参数和位于所述帽型长桁间壁板部分的数量，可以进一步地计算出整个所述壁板总体临界失稳载荷，以指导所述帽型长桁与所述壁板的结构设计。
[0022]第二方面，本专利技术还提了一种复合材料加筋壁板构型仿真设计装置，该装置包括执行上述第一方面的任意一种可能的设计的方法的模块/单元。这些模块/单元可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。
[0023]第三方面，本专利技术实施例提供了一种电子设备，包括处理器和存储器。其中，存储器用于存储一个或多个计算机程序；当存储器存储的一个或多个计算机程序被处理器执行时，使得该电子设备能够实现上述第一方面的任意一种可能的设计的方法。
[0024]第四方面，本专利技术实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括计算机程序，当计算机程序在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述第一方面的任意一种可能的设计的方法。
[0025]第五方面，本专利技术实施例还提供了一种包含计算机程序产品，当所述计算机程序产品在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行上述任一方面的任意一种可能的设计的方法。
[0026]关于上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的描述，故此不再赘述。
附图说明
[0027]图1为本专利技术复合材料加筋壁板构型仿真设计方法的流程示意图。
[0028]图2为本专利技术复合材料加筋壁板构型仿真设计方法中有限元模型的示意图。
[0029]图3为本专利技术复合材料加筋壁板构型仿真设计方法中壁板分析区域示意图。
[0030]图4为本专利技术复合材料加筋壁板构型仿真设计方法中有限元模型中部区域的放大示意图。
[0031]图5为图4中A区域的局部放大示意图。
[0032]图6为本专利技术复合材料加筋壁板构型仿真设计方法中壁板应变分布示意图。
[0033]图7为本专利技术复合材料加筋壁板构型仿真设计装置的示意图。
[0034]图8为本专利技术电子设备的结构示意图。
[0035]符号说明：有限元模型210；壁板211；帽型长桁212；帽底内边缘2121；帽底外边缘2122；框板213；中线处长桁外间距单元214；
[0036]有限元仿真模块710；获取模块720；临界失稳载荷计算模块730；有效宽度计算模块740。
具体实施方式
[0037]目前，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合材料加筋壁板构型仿真设计方法，其特征在于，所述方法包括：对加筋壁板结构进行有限元仿真建模，构建加筋壁板结构的有限元模型，其中，所述有限元模型包括壁板、帽型长桁以及框板，若干根所述帽型长桁相互平行地设置于所述壁板之上，所述框板横跨若干根所述帽型长桁且固设于所述帽型长桁和所述壁板之上；获取所述有限元模型中线处长桁内间距内的壁板应变和壁板铺层构型，以及中线处长桁外间距单元的正向载荷；根据所述中线处长桁内间距内的壁板应变和所述壁板铺层构型，计算临界失稳载荷；根据所述中线处长桁外间距单元的正向载荷和所述临界失稳载荷，计算壁板有效宽度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述中线处长桁内间距内的壁板应变的步骤，包括：提取所述中线处长桁外间距单元的壁板应变，去除所述长桁帽底处的壁板应变，得到所述中线处长桁内间距内的壁板应变；根据所述中线处长桁内间距内的壁板应变和所述壁板铺层构型，计算临界失稳载荷，包括：计算所述中线处长桁内间距内的壁板平均应变；根据所述中线处长桁内间距内的壁板平均应变和所述壁板铺层构型，计算临界失稳载荷。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述临界失稳载荷的计算公式如下：其中，N
x
为所述临界失稳载荷，E
x
为所述壁板的模量；为所述中线处长桁内间距内的壁板平均应变；t为所述壁板的厚度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在计算所述临界失稳载荷之前，还包括：根据所述壁板铺层构型，计算所述壁板的模量和厚度。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述壁板铺层构型包括壁板纤维参数和壁板铺层方向。6.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈淳，周良辰，徐林，
申请(专利权)人：中建材上海航空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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