一种民机筒段机身及民机筒段机身加筋壁板的设计方法

摘要

本申请公开一种民机筒段机身及民机筒段机身加筋壁板的设计方法，民机筒段机身包括：下壁板和下壁板的长桁。下壁板的长桁具有顶板、两个腹板和两个底缘，两个所述腹板连接于所述顶板的两侧，两个所述底缘分别连接于两个所述腹板，两个所述底缘分别贴合连接于所述下壁板。其中，所述顶板的平均厚度大于所述腹板的平均厚度和所述底缘的厚度；腹板的平均厚度最小；底缘平直，但其它两者尤其是腹板，其中心区域可以凸起。本申请实施例中将最多的材料用在能最有效提高壁板结构主要性能需求的地方，显著提升了加筋壁板的抗失稳能力及抗剪和抗扭能力，使得长桁构型设计具有最优的结构效率。

说明书

技术领域

本发明涉及飞机机体设计技术领域，尤其涉及一种民机筒段机身及民机筒段机身加筋壁板的设计方法。

背景技术

随着高性能抗疲劳耐腐蚀复合材料技术的快速发展，复合材料帽型长桁加筋壁板在现代大型宽体客机的结构设计尤其是机身结构设计中得到广泛应用。如B787和A350的机身结构均采用帽型长桁加筋壁板结构型式。同传统金属飞机结构中所广泛应用的开口式长桁相比，帽型长桁具有多方面的优点。例如，帽型长桁不仅具有较好的抗压稳定性，同时也能提高壁板结构抗扭转、抗剪切的刚度和强度。

目前，在宽体客机复合材料机身结构设计中，复合材料帽型长桁的设计，同传统金属长桁设计一样，普遍采用等壁厚设计。基于这样的设计，机身不同区域长桁设计的差别，主要表现在长桁间距的不同。一般来说，筒段机身壁板大致分为上壁板、侧壁版及下壁板三种类型，其中除了三者均要承受舱压及扭转剪流之外，上壁板主要承受拉力，侧壁板主要承受剪力，而下壁板主要承受压力。根据这三种受载型式的不同，通常设置下部壁板长桁间距最小，以满足其在受压载荷下对稳定性的要求，而侧壁板长桁间距次之，上壁板长桁间距最大。显然，这样的等壁厚设计更多的是一种从制造角度的考虑，尤其是金属结构。而从结构设计角度来说，它并不一定是最佳结构型式。

发明内容

本发明提供一种民机筒段机身及民机筒段机身加筋壁板的设计方法，能在同样耗材下，显著提升下壁板的抗失稳能力，以及侧壁板和上壁板的抗剪及抗扭能力。

为实现上述发明目的，本申请提供如下技术方案：

本申请第一目的在于提供一种民机筒段机身，包括：

下壁板；

下壁板的长桁，所述下壁板的长桁具有顶板、两个腹板和两个底缘，两个所述腹板连接于所述顶板的两侧，两个所述底缘分别连接于两个所述腹板，两个所述底缘分别贴合连接于所述下壁板；

所述顶板的平均厚度大于所述腹板的平均厚度和所述底缘的平均厚度，所述腹板的平均厚度最小，所述底缘为平直结构；

所述腹板和所述顶板为平直结构，或者，所述腹板和所述顶板中任意一者或两者的中心区域外凸。

可选的，民机筒段机身还包括：

侧壁板；

侧壁板的长桁，所述侧壁板的长桁具有顶板、两个腹板和两个底缘，两个所述腹板连接于所述顶板的两侧，两个所述底缘分别连接于两个所述腹板，两个所述底缘分别贴合连接于所述下壁板；

其中，侧壁板的长桁的腹板和侧壁板相应部位之间的夹角小于下壁板的长桁的腹板和下壁板相应部位之间的夹角。

可选的，所述侧壁板的长桁的腹板和侧壁板相应部位之间的夹角为40°～50°，其中，所述侧壁板的腹板、顶板及底缘均为平直板。。

可选的，民机筒段机身，其特征在于，还包括：

上壁板；

上壁板的长桁，所述上壁板的长桁具有顶板、两个腹板和两个底缘，两个所述腹板连接于所述顶板的两侧，两个所述底缘分别连接于两个所述腹板，两个所述底缘分别贴合连接于所述下壁板；

其中，所述上壁板的长桁的腹板和上壁板相应部位之间的夹角小于下壁板的长桁的腹板和下壁板相应部位之间的夹角，其中腹板、顶板及底缘均为平直板。

可选的，所述长桁的腔体内设置有增强件，所述增强件连接于长桁的腹板。

可选的，所述增强件包括腹板增强凸缘和腹板增强底缘；

所述腹板增强凸缘只集中在腹板中心区域，所述腹板增强底缘为平直结构，所述腹板增强底缘贴合于长桁的腹板；

所述腹板增强凸缘连接于所述腹板增强底缘，所述腹板增强凸缘中部向背离所述腹板增强底缘的一侧外凸，所述腹板增强凸缘和所述腹板增强底缘之间形成空腔。

可选的，所述空腔内填充有泡沫。

本申请第二目的在于提供一种民机筒段机身加筋壁板的设计方法，包括：

将民机筒段机身划分出下壁板、侧壁板和下壁板三个区域；

针对下壁板的受力特征，设计下壁板的长桁的特征；

针对侧壁板的受力特征，设计侧壁板的长桁的特征；

针对上壁板的受力特征，设计上壁板的长桁的特征；

其中，设计下壁板的长桁的特征包括：

设计下壁板的长桁的基本特征，基本特征包括下壁板长桁的顶板的平均厚度大于所述腹板的平均厚度和所述底缘的平均厚度；腹板的平均厚度最小，底缘平直，腹板和顶板为平直结构，或者，腹板和顶板中任意一者或两者的中心区域外凸。

可选的，设计下壁板的长桁的特征还包括：

下壁板的长桁和蒙皮单元的初步特征确定；

下壁板的长桁的尺寸的确定和优化；

其中，下壁板的长桁和蒙皮单元的初步特征确定包括：

基于工程方法或有限元方法，对机身在各种载荷工况下的弯剪扭以及舱压进行整体强度和稳定性分析，同时考虑气动设计对机身整体刚度的要求，初步给出长桁和蒙皮单元的基本特征范围，基本特征范围包括下壁板的长桁截面积、蒙皮厚度以及下壁板上长桁间距，同时也给出与之对应的内力大小；

下壁板的长桁尺寸的确定包括：

基于下壁板的长桁的基本特征以及下壁板长桁和蒙皮单元的初步特征和其对应内力，对下壁板的长桁的具体构型细节尺寸进行确定和优化，以下壁板的长桁或蒙皮单元的弯曲刚度为优化目标，应用第一公式组进行简单迭代，给出最优的下壁板的长桁的设计尺寸；

下壁板的长桁尺寸的优化包括：采用四边或两端简支模型的局部曲屈计算公式或有限元分析方法评估最优设计尺寸是否会引起蒙皮、长桁及其组合的局部屈曲的可能性，如结果为是，则调整尺寸重新迭代，直至满足所有约束条件；

其中，第一公式组为：

其中，

其中，A

A

I

I

可选的，设计侧壁板的长桁的特征包括：

设计侧壁板的长桁的基本特征；

侧壁板的长桁和蒙皮单元的初步特征确定；

侧壁板的长桁尺寸的确定和优化；

其中，侧壁板的长桁的基本特征包括侧壁板的长桁的腹板和侧壁板相应部位之间的夹角小于下壁板的长桁的腹板和下壁板相应部位之间的夹角，其中，侧壁板的长桁的腹板、顶板及底缘均为平直板。

侧壁板的长桁和蒙皮单元的初步特征确定包括：

应用简化的工程方法或有限元方法，对机身在各种载荷工况下的弯剪扭以及舱压等进行整体强度和稳定性分析，同时考虑气动设计对机身整体刚度的要求，初步给出侧壁板区域长桁和蒙皮单元的基本特征范围，基本特征范围包括长桁截面积、蒙皮厚度以及长桁和蒙皮单元的宽度等，同时也给出与之对应的内力计算结果；

侧壁板的长桁尺寸的确定包括：

根据侧壁板的长桁的基本特征以及机身长桁和蒙皮单元的初步特征和其对应内力，以长桁和蒙皮单元对机身扭转刚度的贡献为目标进行优化，应用第二公式组通过简单迭代，给出机身侧壁板区域最优的长桁设计尺寸；

侧壁板的长桁尺寸的优化包括：应用简化的工程方法或有限元方法评估蒙皮、长桁及其组合的局部屈曲的可能性，若所得的优化尺寸会引起局部屈曲，则调整尺寸重新迭代，直到满足所有约束条件。

通过采用上述技术方案，使得本申请具有以下有益效果：

本申请实施例中将最多的材料用在能最有效提高壁板结构主要性能需求的地方，显著提升了加筋壁板的抗失稳能力及抗剪和抗扭能力，使得长桁构型设计具有最优的结构效率。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1示出了传统民机筒段机身的下壁板的长桁的剖视示意图；

图2示出了本申请实施例提供的民机筒段机身中下壁板的长桁的剖视示意图；

图3a-图3c示出了侧壁板的长桁的三种剖视结构示意图；

图4示出了本申请实施例提供的民机筒段机身中长桁上设置增强件的剖视示意图；

图5示出了图4中增强件的立体结构示意图；

图6示出了本申请实施例提供的主芯模和次芯模的结构示意图；

图7a和图7b示出了两种机身下壁板的长桁的构型示意图；

图8a和图8b示出了两种机身侧壁板的长桁的构型示意图；

图9示出用于第一公式组的长桁的各尺寸标识图；

图10示出了用于第二公式组的长桁的各位置标识图。

图中：1、蒙皮；2、长桁；21、顶板；22、腹板；23、底缘；3、增强件；31、腹板增强凸缘；32、腹板增强底缘；33、泡沫；4、主芯模；5、次芯模。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、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，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“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的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

参见图1和图2所示，本申请实施例一提供一种民机筒段机身，包括：下壁板和下壁板的长桁2，所述下壁板的长桁2具有顶板21、两个腹板22和两个底缘23，两个所述腹板22连接于所述顶板21的两侧，两个所述底缘23分别连接于两个所述腹板22，两个所述底缘23分别贴合连接于所述下壁板。其中，所述顶板21的平均厚度大于所述腹板22的平均厚度和所述底缘23的平均的厚度。所述腹板的平均厚度最小，所述底缘为平直结构，所述腹板和所述顶板为平直结构，或者，所述腹板和所述顶板中任意一者或两者的中心区域外凸。

本申请中长桁的顶板21、腹板22和底缘23均为多层同一材质的片体沿厚度方向依次粘贴形成的。

由于机身的直径大大高于长桁截面尺寸，因此机身的抗弯刚度及强度基本上仅取决于长桁2的截面积、间距及其材料特性，长桁本身构型对其影响甚微。鉴此，本提案对机身壁板结构的设计和优化主要归结为通过对机身壁板抗压稳定性及承剪和抗扭特性的分析，进行长桁构型的优化设计。

通常，筒段机身壁板大致分为上壁板、侧壁板及下壁板三种类型。其中除了三者均要承受舱压及扭转剪流之外，上壁板主要承受拉力，侧壁板主要承受剪力，而下壁板主要承受压力。

参见图1示出了传统的等壁厚长桁的剖视图。本申请不同于传统的等壁厚长桁设计，本申请实施例对下壁板的长桁2采用变厚度的长桁设计，且设置顶部壁厚最大，底缘23和腹板22厚度次之。参见图2所示的下壁板的长桁2的各部位厚度标识，其中，t

这样在最基本结构特征上的设定旨在将最多的材料使用在能最有效提高该区域壁板结构主要性能需求的地方，提升了下壁板的弯曲刚度，增加其抗失稳能力，使得长桁构型设计具有最优的结构效率。

在一种可能的实施方案中，民机筒段机身还包括侧壁板和侧壁板的长桁。所述侧壁板的长桁同样具有顶板21、两个腹板22和两个底缘23，两个所述腹板22连接于所述顶板21的两侧，两个所述底缘23分别连接于两个所述腹板22，两个所述底缘23分别贴合连接于所述下壁板。其中，侧壁板的长桁的腹板22和侧壁板相应部位之间的夹角小于下壁板的长桁的腹板22和下壁板相应部位之间的夹角。

不同于机身下壁板，机身侧壁板主要承受垂向剪力及扭转剪流。因此本申请实施例中，采用不同于下壁板长桁构型设计，其基本特征为侧壁板的长桁构型相较下壁板的长桁构型呈现扁平型式。或者说，参见图3c所示，侧壁板的长桁的腹板22的斜角α

所述侧壁板的长桁的腹板22和侧壁板相应部位之间的夹角可以为40°～50°。其中，所述侧壁板的长桁的腹板、顶板及底缘均为平直板。这样的基本特征的设定可以从根本上保证侧壁板的长桁构型的设计具有最优的结构效率。

参见图3a、图3b和图3c，所示简单展示了其基本原理：

图中提出了侧壁板上三种不同腹板22的长桁构型设计。为了相互之间比较方便，设置3种构型材料截面积、壁厚、顶部宽度都分别相等。此外，也设置图3a的长桁高度等于图3b的长桁高度，图3c的长桁高度略有减小。由图可以看出，对于沿蒙皮1方向的剪切载荷V，图3a所示的长桁的承载效率最差，因为其两侧腹板22的贡献完全抵消。图3b所示的长桁的承载效率次之，其两侧腹板22可承受的剪流虽然在垂直于外载方向相互抵消，但在外载方向上相互叠加，因而可以分担外载。相比之下，腹板22斜角最小即在载荷方向材料延展最多的图3c的长桁则承载效率最佳，因为它有更多的材料可以分担蒙皮1方向上的外载。理论分析表明，蒙皮1上的剪应力因为长桁的分担而减小，且腹板22斜角越小，蒙皮1剪应力减小越多。因此，在满足所需侧向弯曲刚度的条件下，腹板22斜角越小，则承受机身剪切载荷的效率越高。

民机筒段机身还包括上壁板和上壁板的长桁。除舱压载荷之外，机身上壁板主要承受机身下弯所引起的拉伸载荷及扭转载荷。长桁构型的影响相对较小，可采用传统设计构型，也可在满足长桁对接要求的情况下采用与侧壁板类似的相对扁平的长桁构型以提高机身的抗剪能力和扭转刚度。

具体的，上壁板的长桁2同样具有顶板21、两个腹板22和两个底缘23，两个所述腹板22连接于所述顶板21的两侧，两个所述底缘23分别连接于两个所述腹板22，两个所述底缘23分别贴合连接于所述下壁板。其中，所述上壁板的长桁的腹板22和上壁板相应部位之间的夹角小于下壁板的长桁的腹板22和下壁板相应部位之间的夹角；其中，所述上壁板的长桁的腹板、顶板及底缘均为平直板。

本申请实施例中，下壁板、侧壁板和下壁板均包括蒙皮，长桁设置于蒙皮上。

在一种可能的实施方式中，下壁板、侧壁板和下壁板中任意一者的长桁2的腔体内设置有增强件3，所述增强件3连接于长桁的腹板22。

长桁2的抗局部屈曲性能是长桁构型设计中一个重要的关注方面，特别是对于未来大尺寸筒段机身或扁平飞翼机身，传统的标准尺寸长桁设计将不一定是最优设计，而相对大尺寸的帽型长桁设计将成为可能的选择。为了尽可能采用最小平均厚度的薄壁设计以节约重量，如何提高长桁的屈曲临界应力将显得更为重要。如图4所示，本提案提出在长桁2内壁沿轴向粘结条带状的腹板增强件3以提高帽型长桁2的抗局部屈曲能力。

参见图4和图5所示，所述增强件3包括腹板增强凸缘31和腹板增强底缘32。所述腹板增强凸缘只集中在腹板中心区域，以有效节约重量，所述腹板增强底缘32为平直结构，所述腹板增强底缘32贴合于长桁的腹板22。所述腹板增强凸缘31连接于所述腹板增强底缘32，腹板增强凸缘31中部向背离所述腹板增强底缘32的一侧外凸，所述腹板增强凸缘31和所述腹板增强底缘32之间形成空腔。

腹板22增强凸筋和腹板增强底缘32可以尽可能薄的复合材料铺层，所述空腔内可以填充泡沫33。

增强件3和长桁的加工工艺可以有两种。第一种工艺中，先预制得到增强件3，然后将增强件3固定在主芯模4的两侧，增强件3的腹板增强凸缘31和主芯模4贴合，然后向主芯模4的两侧和顶部进行贴片，直至贴片厚度达到工艺要求，最后共胶结成型。在第二种工艺中，先在主芯模4的两侧进行贴片，贴片一定厚度后，在主芯模4的两侧安装次芯模5，然后在主芯模的两侧和顶端进行贴片，直至铺贴厚度达到工艺要求，最后将各结构一起共固化并脱模，向空腔内注射泡沫33，填充空腔。泡沫33起到侧向支撑的作用，泡沫33密度小对长桁2重量影响较小。

需要指出的是，如果增强件3的铺贴厚度足够多时，则不需要充填增强件3内部空腔，这可以通过有限元分析来确定。

可见，本申请民机筒段机身中分别针对不同部位(下壁板、侧壁板和下壁板)的受载特征，分别设计了不同的长桁结构，结构设计更合理。

实施例二

本申请实施例二提供一种民机筒段机身加筋壁板的设计方法，包括：

将民机筒段机身划分出下壁板、侧壁板和下壁板三个区域；

针对下壁板的受力特征，设计下壁板的长桁的特征；

针对侧壁板的受力特征，设计侧壁板的长桁的特征；

针对上壁板的受力特征，设计上壁板的长桁的特征；

其中，设计下壁板的长桁的特征包括：

设计下壁板的长桁的基本特征，基本特征包括下壁板长桁的顶板21的平均厚度大于腹板22的平均厚度和平直底缘23的平均厚度，腹板的平均厚度最小，底缘平直，腹板和顶板为平直结构，或者，腹板和顶板中任意一者或两者的中心区域外凸。

除了上述的基本特征设定之外，根据以往的研究和设计，本申请实施例也在此对其它特征做出设定，包括长桁高度与机身的半径的比值不超过1.2％。长桁与蒙皮1之间的截面刚度EA的比值大于0.3。除了有特殊位置要求外长桁尽可能采用等间距设计，且长桁的间距也要考虑机身框与蒙皮1连接处的紧固件数量需求等等。

可选的，设计下壁板的长桁的特征还包括：

下壁板的长桁和蒙皮单元的初步特征确定；

下壁板的长桁的尺寸的确定和优化；

其中，下壁板的长桁和蒙皮单元的初步特征确定包括：

基于工程方法或有限元方法，对机身在各种载荷工况下的弯剪扭以及舱压进行整体强度和稳定性分析，同时考虑气动设计对机身整体刚度的要求，初步给出长桁和蒙皮单元的基本特征范围，基本特征范围包括下壁板的长桁截面积、蒙皮1厚度以及下壁板上长桁间距，同时也给出与之对应的内力大小；

下壁板的长桁尺寸的确定包括：

基于下壁板的长桁的基本特征以及下壁板长桁和蒙皮单元的初步特征和其对应内力，对下壁板的长桁的具体构型细节尺寸进行确定和优化，以下壁板的长桁或蒙皮单元的弯曲刚度为优化目标，应用第一公式组进行简单迭代，给出最优的下壁板的长桁的设计尺寸；

下壁板的长桁尺寸的优化包括：采用四边或两端简支模型的局部曲屈计算公式或有限元分析方法评估最优设计尺寸是否会引起蒙皮1、长桁及其组合的局部屈曲的可能性，如结果为是，则调整尺寸重新迭代，直至满足所有约束条件；

其中，参见图9所示的各标识，第一公式组为：

其中，

其中，A

A

I

I

计算实例表明，在同等长桁材料用量下即长桁截面积A

可选的，设计侧壁板的长桁的特征包括：

设计侧壁板的长桁的基本特征；

侧壁板的长桁和蒙皮单元的初步特征确定；

侧壁板的长桁尺寸的确定和优化；

其中，侧壁板的长桁的基本特征包括侧壁板的长桁的腹板22和侧壁板相应部位之间的夹角小于下壁板的长桁的腹板22和下壁板相应部位之间的夹角；侧壁板的长桁的腹板、顶板及底缘可以均为平直板。

侧壁板的长桁和蒙皮单元的初步特征确定包括：

应用简化的工程方法或有限元方法，对机身在各种载荷工况下的弯剪扭以及舱压等进行整体强度和稳定性分析，同时考虑气动设计对机身整体刚度的要求，初步给出侧壁板区域长桁和蒙皮单元的基本特征范围，基本特征范围包括长桁截面积、蒙皮1厚度以及长桁和蒙皮单元的宽度等，同时也给出与之对应的内力计算结果；

侧壁板的长桁尺寸的确定包括：

根据侧壁板的长桁的基本特征以及机身长桁和蒙皮单元的初步特征和其对应内力，以长桁和蒙皮单元对机身扭转刚度的贡献为目标进行优化，应用第二公式组通过简单迭代，给出机身侧壁板区域最优的长桁设计尺寸；

在此基础上，同下壁板一样，侧壁板的长桁尺寸的优化包括：应用简化的工程方法或有限元方法评估蒙皮1、长桁及其组合的局部屈曲的可能性，若所得的优化尺寸会引起局部屈曲，则调整尺寸重新迭代，直到满足所有约束条件。

其中，第二公式组用于计算长桁对机身扭转刚度贡献。

如图10所示，一长桁壁板单元由6部分组成，包括一个蒙皮段其中心点在Cs，以及5个长桁段其中心点依次为C

其中，G为剪切模量，ρ为截面刚心到积分段的垂直距离，t为积分段的厚度。对6个积分段积分，上式可表示为

GJ＝∑G

其中，s

为了验证此处的侧壁板方案设计的有效性，表1a给出了图3a至图3c所示的3种长桁壁板的几何尺寸。包括了长桁与蒙皮1的截面积A

表1a列出图3所示的3种长桁的几何尺寸

表1b列出图3中3种构型中长桁与蒙皮对机身扭转刚度的贡献及比值

为进一步说明申请方法的有效性，在此以机身下壁板和侧壁板为例给出本申请帽型长桁加筋壁板构型设计与传统设计相比较的减重效果。

机身下壁板长桁优化设计减重效果：

参见图7a所示为传统下壁板的长桁结构，参见图7b所示为本申请提供的下壁板的一种长桁的结构。表2a给出了3种长桁构型设计尺寸，包括一种作为参考的常规等壁厚长桁设计以及基于本申请非等壁厚长桁设计方法得出的两种新的优化构型(参照表2的标识)。这里的优化目标是新构型长桁壁板具有与常规构型一样的抗压稳定性，这也等同于新构型长桁壁板具有与常规构型一样的侧向弯曲刚度。新构型1设置了相对较多的约束条件主要包括扭转刚度不低于常规构型以及保持蒙皮1厚度及长桁间距与常规构型相同等。表2b给出了计算所得的3种构型所对应每个长桁加筋壁板单元的侧向弯曲刚度、及其长桁和蒙皮1对机身截面扭转刚度的贡献(参照1b的符号定义)。另外，表2b中也给出了两种新构型长桁壁板总截面面积相对于常规构型的降低比例，也即减重效果。可以看出，当蒙皮1厚度、长桁间距、高度、以及扭转刚度等其它性能保持不变时，仅采用变壁厚长桁设计，即可减重3％。如果蒙皮1厚度及扭转刚度等其它性能有足够的裕度可作稍微降低，则此时的减重效果可超过10％。

表2a示出3种机身下壁板的长桁构型的几何尺寸

表2b示出3种机身下壁板的长桁构型设计参数对比

机身侧壁板的长桁优化设计减重效果：

针对常规帽型长桁机身侧壁板的设计，参见图8a所示为长桁常规构型，参见图8b所示为本申请提供的侧壁板的长桁的一种优化构型。表3a和表3b给出了与常规构型具有相同承剪能力且其它主要性能指标维持不变的优化构型数据。可见，优化构型可以带来机身侧壁3％的减重效果。在蒙皮1厚度较大时，这种减重效果会更明显。

表3a示出2种机身侧壁板长桁构型的几何尺寸

表3b示出2种机身侧壁板长桁构型设计参数对比

除舱压载荷之外，机身上壁板主要承受机身下弯所引起的拉伸载荷及扭转载荷。长桁构型的影响相对较小，可采用传统设计构型，也可在满足长桁对接要求的情况下采用与侧壁板的长桁采用类似的相对扁平构型以提高机身的抗剪能力和扭转刚度，在此不再赘述。

以上公开的本申请优选实施例只是用于帮助阐述本申请。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该申请仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本申请的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本申请。本申请仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。