基于结构效率的复合材料加筋盒段结构抗屈曲设计方法

摘要

机翼前后梁之间的盒段结构是机翼的主要承力部件,一般翼面曲度变化较小,从受力分析上看,可以简化为一个等效盒段承力模型。相对于复合材料加筋板承力模型,复合材料盒段承力模型更能准确体现翼面结构的承力特点和受力特征,表达出翼面结构翼梁、蒙皮、桁条之间的相互关系。因此本文主要以复合材料盒段模型作为研究基础,分析复合材料盒段结构的受力特点和传载特性,并以此提炼出复合材料翼面结构的设计特性。
　　本文主要研究了一种基于结构效率的机翼壁板结构快速化设计方法,首先,本文按照结构相似、载荷相似、材料相似的准则对复合材料翼面结构模型进行抽象,拟合并构造出复合材料加筋盒段结构屈曲模型,尽可能还原出机翼壁板的真实受力条件。然后,绘制出筋条支持刚度曲线以及特定铺层下复合材料 Farrar’s效率因子曲线。最后,利用该经验曲线,进一步总结出一种基于结构效率的复合材料加筋盒段结构的屈曲设计方法,实现复合材料加筋板中加强筋的布局与尺寸优化,并应用于某支线客机的中央翼结构设计中,验证该设计方法的正确性。该种方法主要应用于机翼壁板结构的尺寸和布局优化设计,结合了经验法和代理模型方法,具有效率高、模型小、通用性强等诸多优点。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1引言

1.2复合材料在飞机结构中的发展及应用

1.3考虑稳定性的机翼加筋盒段优化设计

1.4本文主要研究内容

第二章 复合材料机翼加筋盒段设计特点

2.1单块式机翼设计特点

2.2盒段结构的失稳模式

2.3承载效率的量化标准

第三章 复合材料盒段加筋结构的屈曲失稳规律

3.1复合材料翼面结构模型抽象

3.2复合材料盒段结构屈曲模型构造

3.3筋条支持系数曲线

3.4 Farrar’s效率因子曲线

第四章 复合材料加筋盒段结构承载效率计算程序

4.1开发软件介绍

4.2程序功能定义

4.3盒段设计参数

4.4程序UI界面介绍及对应功能

4.5模型建立和分析的批处理

4.6输出数据及后期处理

第五章 复合材料盒段结构的屈曲设计方法

5.1考虑承载效率的机翼稳定性设计方法

5.2中央翼结构设计及优化

第六章 总结和展望

6.1全文总结

6.2后期工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文