CN105183953B - 确定加筋板压损应力影响因子及计算加筋板柱强度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种确定加筋板压损应力影响因子及计算加筋板柱强度的方法。所述方法包括如下步骤：分别对通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板进行压损试验，从而获得喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力；根据喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力数据，并通过公式获取压损应力影响因子。本发明中的确定加筋板的压损应力影响因子的方法通过公式获取压损应力影响因子，从而能够通过压损应力影响因子直观地看出喷丸工艺对加筋板所带来的影响。

Description

确定加筋板压损应力影响因子及计算加筋板柱强度的方法

技术领域

本发明涉及航空技术领域，特别是涉及一种确定加筋板的压损应力影响因子的方法及计算加筋板的柱强度的方法。

背景技术

大飞机机翼整体加筋壁板采用机械喷丸成形的成形方法。这种新的工艺成形方法对结构产生的影响以及在设计中如何考虑这一影响因素是强度设计人员面临的一个棘手的问题。国内在飞机机翼壁板喷丸成型中，从未考虑喷丸带来的影响量。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种确定加筋板的压损应力影响因子的方法来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种确定加筋板的压损应力影响因子的方法，所述加筋板通过喷丸成型工艺制造而成。所述确定加筋板的压损应力影响因子的方法包括如下步骤：分别对通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板进行压损试验，从而获得喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力；根据喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力数据，并通过公式：

获取压损应力影响因子。

优选地，所述通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板与所述试验对比用加筋板为同样的加筋板。

优选地，所述通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板与所述试验对比用加筋板的厚度取值范围为在2毫米至12毫米之间。

优选地，所述压损应力影响因子的方法适用于飞机翼面。

优选地，进行所述压损试验中的喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的个数为多个，且喷丸成型工艺制造的待测加筋板与试验对比用加筋板的个数相等。

本发明还提供了一种计算加筋板的柱强度的方法，所述加筋板为通过喷丸成型工艺制造而成，所述加筋板为如上所述的通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板；所述计算加筋板的柱强度的方法包括如下步骤：

获取通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板的参数；

获取如上所述的压损应力影响因子；

获取试验对比用待测加筋板的压损应力；

根据所述压损应力影响因子，修正试验对比用加筋板的柱强度，从而获得喷丸成型工艺制造的待测加筋板的柱强度。

本发明中的确定加筋板的压损应力影响因子的方法通过公式获取压损应力影响因子，从而能够通过压损应力影响因子直观地看出喷丸工艺对加筋板所带来的影响。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的确定加筋板的压损应力影响因子的方法的试验数据图。

图2是喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力对比实验图，其中，所述待测加筋板的蒙皮厚度为3.5毫米。

图3是喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力对比实验图，其中，所述待测加筋板的蒙皮厚度为7.0毫米。

图4是喷丸成型工艺制造的待测加筋板的结构示意图。

附图标记

1-蒙皮；2-待测加筋板。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

图1是根据本发明一实施例的确定加筋板的压损应力影响因子的方法的试验数据图。图2是喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力对比实验图，其中，所述待测加筋板的蒙皮厚度为3.5毫米。图3是喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力对比实验图，其中，所述待测加筋板的蒙皮厚度为7.0毫米。

本发明的确定加筋板的压损应力影响因子的方法包括如下步骤：

分别对通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板进行压损试验，从而获得喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力。

可以理解的是，上述的压损试验为已知试验。本实施例中给予一种压损试验方法如下：

将试验件(待测加筋板或者试验对比用加筋板)放置在高温结构稳定试验机的上、下两个压盘之间进行加载。在试验时试验件的横截面形心与两个压盘的中心重合，以保证试验件受力均匀。

试验按以下几个步骤进行：

1)按合格证验收试验件，并对试验件进行外观检查、编号，粘贴应变片，记录试验件原始状态；

2)确认试验设备状态正常后，完成试验加载系统、测量系统的安装和搭接；

3)先将试验件放在试验机上加载，试验件的横截面形心与两个压盘的中心重合；

4)进行预试。按照试验大纲要求进行加载，试验过程中逐级测量应变，其目的在于消除安装间隙，同时根据同一位置处试验件上、下表面的应变值来判断加载轴线是否与试验件的形心重合，如果不重合，则需要调整试验件的状态；

5)加载调试完成后，加载直到试验件破坏；

6)试验完成之后，对试验件进行详细的检查，记录破坏现象并进行现场拍照。

在试验件预加载试验完成后，对试验件进行了压损破坏试验，在连续加载过程中，试验件产生了明显的局部失稳现象。长桁压损破坏试验，即使没有声音产生，但载荷加不上去，也视为破坏。试验均在室温大气环境下进行。

可以理解的是，其他任何可以进行压损试验的方法均可。

根据喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力数据(即上述的通过压损试验得到的压损数据)，并通过公式获取压损应力影响因子。

在本实施例中，通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板与试验对比用加筋板为同样的加筋板。即两者使用同样的加筋板，从而能够提高该方法的置信度。

有利的是，通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板与所述试验对比用加筋板的厚度取值范围为在2毫米至12毫米之间。

在本实施例中，本申请的压损应力影响因子的方法适用于飞机翼面。可以理解的是，本申请的压损应力影响因子的方法还可以适用于其他装置或结构上，只要这种结构是通过喷丸工艺成型即可。例如，汽车车门上。

在本实施例中，上述的获取压损应力影响因子的公式为：

有利的是，为了增加数据的精确度，使进行压损试验中的喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的个数为多个，且喷丸成型工艺制造的待测加筋板与试验对比用加筋板的个数相等。即采用多组，且每组数量相同的方式来进行压损试验，从而获得更为精确的数值。

本发明还提供了一种计算加筋板的柱强度的方法，所述加筋板为通过喷丸成型工艺制造而成，所述加筋板为如上所述的通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板；所述计算加筋板的柱强度的方法包括如下步骤：

获取通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板的参数；

获取如上所述的压损应力影响因子；

获取试验对比用待测加筋板的压损应力；

根据所述压损应力影响因子，修正试验对比用加筋板的柱强度，从而获得喷丸成型工艺制造的待测加筋板的柱强度。

可以理解的是，上述的柱强度，即为下述的许用压缩应力。

下述叙述中，给出一种获取加筋板的柱强度的方法，具体如下：

式中：σ_c——长桁和有效蒙皮组合剖面的许用压缩应力；σ_f——长桁压损应力；

E——壁板、长桁材料的压缩弹性模量；

L'——壁板长桁单元的有效柱长度，L——肋距；

ρ——长桁和有效蒙皮组合剖面的回转半径，

I——长桁和有效蒙皮组合剖面的惯性矩；C——翼肋支持系数，取C＝1.0；

A——长桁和有效蒙皮组合剖面的面积。

可以理解的是，上式中各个参数即为本发明中所需得到的参数，上述的参数可以通过试验或者现有公式进行计算从而得到，在此不再赘述。

将上述得到的试验对比用加筋板的柱强度与压损应力影响因子进行拟合，从而得到喷丸成型工艺制造的待测加筋板的柱强度。

下面以举例的方式对本发明进行进一步详细阐述。可以理解的是，下述举例并不构成对本发明的任何限制。

参见图1，图1中分别选取了8组试验件参照本发明的确定加筋板的压损应力影响因子的方法进行计算，从而得到的压损应力影响因子。具体地，在图1中，第一组(机加)以及第二组(喷丸)所用的试验件(加筋板)为相同的加筋板，区别在于一个经过喷丸成型(第二组)，可以看出，通过计算，其压损应力影响因子

为96.79％。

在图1中，第三组(机加)以及第四组(喷丸)所用的试验件(加筋板)为相同的加筋板，区别在于一个经过喷丸成型(第四组)，可以看出，通过计算，其压损应力影响因子

为96.61％。

在图1中，第五组(机加)以及第六组(喷丸)所用的试验件(加筋板)为相同的加筋板，区别在于一个经过喷丸成型(第六组)，可以看出，通过计算，其压损应力影响因子

为98.65％。

在图1中，第七组(机加)以及第八组(喷丸)所用的试验件(加筋板)为相同的加筋板，区别在于一个经过喷丸成型(第八组)，可以看出，通过计算，其压损应力影响因子

为98.45％。

上述中，第一组(机加)以及第二组(喷丸)、第三组(机加)以及第四组(喷丸)所选用的加筋板的蒙皮厚度均为3.5毫米。第五组(机加)以及第六组(喷丸)、第七组(机加)以及第八组(喷丸)中的加筋板的蒙皮厚度均为7.0毫米。

由上可以看出，决定加筋板的强度的因素，即压损应力影响因子中，采用喷丸工艺形成的加筋板明显弱于未使用的加筋板。

参见图2及图3，图2是喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力对比实验图，其中，所述待测加筋板的蒙皮厚度为3.5毫米。图3是喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力对比实验图，其中，所述待测加筋板的蒙皮厚度为7.0毫米。

从图中可以看出，通过喷丸工艺的加筋板的强度明显弱于未使用喷丸工艺的加筋板。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种确定加筋板的压损应力影响因子的方法，所述加筋板通过喷丸成型工艺制造而成，其特征在于，所述确定加筋板的压损应力影响量的方法包括如下步骤：

分别对通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板进行压损试验，从而获得喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力；

根据喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的压损应力数据，并通过公式：

获取压损应力影响因子。

2.如权利要求1所述的确定加筋板的压损应力影响因子的方法，其特征在于，所述通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板与所述试验对比用加筋板为同样的加筋板。

3.如权利要求2所述的确定加筋板的压损应力影响因子的方法，其特征在于，所述通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板与所述试验对比用加筋板的厚度取值范围为在2毫米至12毫米之间。

4.如权利要求1所述的确定加筋板的压损应力影响因子的方法，其特征在于，所述压损应力影响因子的方法适用于飞机翼面。

5.如权利要求1所述的确定加筋板的压损应力影响因子的方法，其特征在于，进行所述压损试验中的喷丸成型工艺制造的待测加筋板以及试验对比用加筋板的个数为多个，且喷丸成型工艺制造的待测加筋板与试验对比用加筋板的个数相等。

6.一种计算加筋板的柱强度的方法，所述加筋板为通过喷丸成型工艺制造而成，其特征在于，所述加筋板为如权利要求1至5中任意一项所述的通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板；所述计算加筋板的柱强度的方法包括如下步骤：

获取通过喷丸成型工艺制造的待测加筋板的参数；

获取如权利要求1至5中任意一项所述的压损应力影响因子；

获取试验对比用待测加筋板的压损应力；

根据所述压损应力影响因子，修正试验对比用加筋板的柱强度，从而获得喷丸成型工艺制造的待测加筋板的柱强度。