飞机垂尾平尾对接平台屈曲分析

摘要：目前飞机工装的设计已经进入数字化发展阶段，为了满足某型飞机垂尾平尾对接平台的工艺要求及安全性，针对某型飞机垂尾平尾对接平台的板梁结构进行屈曲分析。采用有限元仿真分析软件Abaqus分析两侧钢板的弹塑性屈曲性能，对垂尾平尾对接平台的板梁结构的屈曲变形状态全面地进行模拟。通过三维数字化结构模型和有限元分析模型，根据对接平台的实际使用环境和设计要求，开展对垂尾平尾对接平台工装工作台、托架等的板梁结构进行屈曲分析。

关键词：飞机；垂尾平尾；对接平台；板梁结构；弹塑性屈曲；Abaqus

中图分类号：V225 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）30-0016-02

随着飞机结构形式的改变和性能的不断提高，飞机设计的过程愈加复杂，传统的简化结构和力学模型的分析方式可能与实际情况存在较大误差。因此Abaqus分析技术现已成为航空领域不可或缺的数值计算工具。该对接平台由本部门设计，并由本公司生产制造。垂尾平尾对接平台的板梁结构是保证整个平台安全性的重要组成部分。因此开展对垂尾平尾对接平台类工装的板梁结构进行屈曲分析，讨论板梁宽厚比、跨高比等参数对钢板平台板梁屈曲性能的影响，对垂尾平尾平台的板梁结构进行屈曲和极限强度分析势在必行。

1 绪论

1.1 现状分析

结构屈曲时的工作应力水平和材料性质决定了结构的屈曲状态。结构的屈曲状态大致可分为弹性屈曲、塑性屈曲和弹塑性屈曲。结构屈曲前后出现轻微变形，称之为弹性屈曲；结构在塑性应力状态下发生屈曲时，称之为塑性屈曲；弹塑性屈曲，是介于弹性屈曲和塑性屈曲之间的一种屈曲形式，在屈曲前结构处于弹性屈曲状态，而屈曲时由于扰动变形使一部分材料进入塑性屈曲，屈曲发生后材料回到弹塑性应力状态。在上述三种现象中，材料性质出现本质区别，因此整个屈曲过程也体现出各自不同的特点。

1.2 板梁结构的失效模式

对接平台中的板梁结构通常受到轴向拉、压应力等主要荷载分量的组合荷载作用。通常，在轴向压应力作用下的加筋板可能受到的破坏模式分为以下六种类型：第一种：结构发生整体弯曲屈曲，如图2a；第二种：在板和梁的交界处，材料达到屈服强度极限，如图2b；第三种：粱-柱屈曲，如图2c；第四种：加强筋的腹板的局部屈曲，如图2d；第五种：梁的侧倾，如图2e；第六种：完全屈服。

2 板梁结构屈曲分析

本次采用Abaqus有限元分析软件对类型中提供的特征值进行屈曲分析进而求解钢板深梁的临界荷载。

2.1 应力在实际应用中的分布

假设相邻的两个加强筋的距离为b，板上有n根等间距的加强筋在X方向上，加强筋的惯性矩和截面积分别为I、A。

当组合外载荷的四周边界的剪切应力τxy均布压应力σx和σy作用在加筋板上时，随着载荷的不断增加，尺寸不同的加筋板在不同应力的状态下，屈曲的模式也是不同的。

2.2 加筋板的屈曲强度和极限强度

4 结语

本文中利用有限元分析软件Abaqus对垂尾平尾对接平台的弹塑性屈曲性能进行了分析，讨论了深梁跨高比α、厚度t对钢板深梁屈曲性能的影响。

研究结果表明：钢板深梁的稳定承载力随着厚度t的增加，3、4阶屈曲荷载的增长呈上凸状，1、2阶屈曲荷载的增长呈下凸状。薄板深梁与厚板深梁的受力性质不同，薄板深梁会产生严重的面外变形，因此要提高薄板的承载力，还应适当布置中部加劲肋，如十字形加

劲肋。

参考文献

[1] 宋焕成，赵时熙.聚合物基复合材料[M].北京：国防工业出版社，1986.

[2] 于顺海，唐羽章.混杂复合材料[M].长沙：国防科技大学出版社，1987.

[3] 毛镇夷，张必恕.型架安装工艺[M].北京：国防工业出版社，1977.

[4] 王铎.理论力学[M].北京：高等教育出版社，1961.

[5] 郑宏，杨飞颖，张维刚.钢板深梁屈曲分析[J].建筑科学与工程学报，2007，24（3）.

作者简介：崔琳琳（1984-），女，辽宁瓦房店人，沈阳飞机工业（集团）有限公司工程师，研究方向：飞机工装强度分析。

摘要：目前飞机工装的设计已经进入数字化发展阶段，为了满足某型飞机垂尾平尾对接平台的工艺要求及安全性，针对某型飞机垂尾平尾对接平台的板梁结构进行屈曲分析。采用有限元仿真分析软件Abaqus分析两侧钢板的弹塑性屈曲性能，对垂尾平尾对接平台的板梁结构的屈曲变形状态全面地进行模拟。通过三维数字化结构模型和有限元分析模型，根据对接平台的实际使用环境和设计要求，开展对垂尾平尾对接平台工装工作台、托架等的板梁结构进行屈曲分析。

关键词：飞机；垂尾平尾；对接平台；板梁结构；弹塑性屈曲；Abaqus

中图分类号：V225 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）30-0016-02

随着飞机结构形式的改变和性能的不断提高，飞机设计的过程愈加复杂，传统的简化结构和力学模型的分析方式可能与实际情况存在较大误差。因此Abaqus分析技术现已成为航空领域不可或缺的数值计算工具。该对接平台由本部门设计，并由本公司生产制造。垂尾平尾对接平台的板梁结构是保证整个平台安全性的重要组成部分。因此开展对垂尾平尾对接平台类工装的板梁结构进行屈曲分析，讨论板梁宽厚比、跨高比等参数对钢板平台板梁屈曲性能的影响，对垂尾平尾平台的板梁结构进行屈曲和极限强度分析势在必行。

1 绪论

1.1 现状分析

结构屈曲时的工作应力水平和材料性质决定了结构的屈曲状态。结构的屈曲状态大致可分为弹性屈曲、塑性屈曲和弹塑性屈曲。结构屈曲前后出现轻微变形，称之为弹性屈曲；结构在塑性应力状态下发生屈曲时，称之为塑性屈曲；弹塑性屈曲，是介于弹性屈曲和塑性屈曲之间的一种屈曲形式，在屈曲前结构处于弹性屈曲状态，而屈曲时由于扰动变形使一部分材料进入塑性屈曲，屈曲发生后材料回到弹塑性应力状态。在上述三种现象中，材料性质出现本质区别，因此整个屈曲过程也体现出各自不同的特点。

1.2 板梁结构的失效模式

对接平台中的板梁结构通常受到轴向拉、压应力等主要荷载分量的组合荷载作用。通常，在轴向压应力作用下的加筋板可能受到的破坏模式分为以下六种类型：第一种：结构发生整体弯曲屈曲，如图2a；第二种：在板和梁的交界处，材料达到屈服强度极限，如图2b；第三种：粱-柱屈曲，如图2c；第四种：加强筋的腹板的局部屈曲，如图2d；第五种：梁的侧倾，如图2e；第六种：完全屈服。

2 板梁结构屈曲分析

本次采用Abaqus有限元分析软件对类型中提供的特征值进行屈曲分析进而求解钢板深梁的临界荷载。

2.1 应力在实际应用中的分布

假设相邻的两个加强筋的距离为b，板上有n根等间距的加强筋在X方向上，加强筋的惯性矩和截面积分别为I、A。

当组合外载荷的四周边界的剪切应力τxy均布压应力σx和σy作用在加筋板上时，随着载荷的不断增加，尺寸不同的加筋板在不同应力的状态下，屈曲的模式也是不同的。

2.2 加筋板的屈曲强度和极限强度

4 结语

本文中利用有限元分析软件Abaqus对垂尾平尾对接平台的弹塑性屈曲性能进行了分析，讨论了深梁跨高比α、厚度t对钢板深梁屈曲性能的影响。

研究结果表明：钢板深梁的稳定承载力随着厚度t的增加，3、4阶屈曲荷载的增长呈上凸状，1、2阶屈曲荷载的增长呈下凸状。薄板深梁与厚板深梁的受力性质不同，薄板深梁会产生严重的面外变形，因此要提高薄板的承载力，还应适当布置中部加劲肋，如十字形加

劲肋。

参考文献

[1] 宋焕成，赵时熙.聚合物基复合材料[M].北京：国防工业出版社，1986.

[2] 于顺海，唐羽章.混杂复合材料[M].长沙：国防科技大学出版社，1987.

[3] 毛镇夷，张必恕.型架安装工艺[M].北京：国防工业出版社，1977.

[4] 王铎.理论力学[M].北京：高等教育出版社，1961.

[5] 郑宏，杨飞颖，张维刚.钢板深梁屈曲分析[J].建筑科学与工程学报，2007，24（3）.

作者简介：崔琳琳（1984-），女，辽宁瓦房店人，沈阳飞机工业（集团）有限公司工程师，研究方向：飞机工装强度分析。

摘要：目前飞机工装的设计已经进入数字化发展阶段，为了满足某型飞机垂尾平尾对接平台的工艺要求及安全性，针对某型飞机垂尾平尾对接平台的板梁结构进行屈曲分析。采用有限元仿真分析软件Abaqus分析两侧钢板的弹塑性屈曲性能，对垂尾平尾对接平台的板梁结构的屈曲变形状态全面地进行模拟。通过三维数字化结构模型和有限元分析模型，根据对接平台的实际使用环境和设计要求，开展对垂尾平尾对接平台工装工作台、托架等的板梁结构进行屈曲分析。

关键词：飞机；垂尾平尾；对接平台；板梁结构；弹塑性屈曲；Abaqus

中图分类号：V225 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）30-0016-02

随着飞机结构形式的改变和性能的不断提高，飞机设计的过程愈加复杂，传统的简化结构和力学模型的分析方式可能与实际情况存在较大误差。因此Abaqus分析技术现已成为航空领域不可或缺的数值计算工具。该对接平台由本部门设计，并由本公司生产制造。垂尾平尾对接平台的板梁结构是保证整个平台安全性的重要组成部分。因此开展对垂尾平尾对接平台类工装的板梁结构进行屈曲分析，讨论板梁宽厚比、跨高比等参数对钢板平台板梁屈曲性能的影响，对垂尾平尾平台的板梁结构进行屈曲和极限强度分析势在必行。

1 绪论

1.1 现状分析

结构屈曲时的工作应力水平和材料性质决定了结构的屈曲状态。结构的屈曲状态大致可分为弹性屈曲、塑性屈曲和弹塑性屈曲。结构屈曲前后出现轻微变形，称之为弹性屈曲；结构在塑性应力状态下发生屈曲时，称之为塑性屈曲；弹塑性屈曲，是介于弹性屈曲和塑性屈曲之间的一种屈曲形式，在屈曲前结构处于弹性屈曲状态，而屈曲时由于扰动变形使一部分材料进入塑性屈曲，屈曲发生后材料回到弹塑性应力状态。在上述三种现象中，材料性质出现本质区别，因此整个屈曲过程也体现出各自不同的特点。

1.2 板梁结构的失效模式

对接平台中的板梁结构通常受到轴向拉、压应力等主要荷载分量的组合荷载作用。通常，在轴向压应力作用下的加筋板可能受到的破坏模式分为以下六种类型：第一种：结构发生整体弯曲屈曲，如图2a；第二种：在板和梁的交界处，材料达到屈服强度极限，如图2b；第三种：粱-柱屈曲，如图2c；第四种：加强筋的腹板的局部屈曲，如图2d；第五种：梁的侧倾，如图2e；第六种：完全屈服。

2 板梁结构屈曲分析

本次采用Abaqus有限元分析软件对类型中提供的特征值进行屈曲分析进而求解钢板深梁的临界荷载。

2.1 应力在实际应用中的分布

假设相邻的两个加强筋的距离为b，板上有n根等间距的加强筋在X方向上，加强筋的惯性矩和截面积分别为I、A。

当组合外载荷的四周边界的剪切应力τxy均布压应力σx和σy作用在加筋板上时，随着载荷的不断增加，尺寸不同的加筋板在不同应力的状态下，屈曲的模式也是不同的。

2.2 加筋板的屈曲强度和极限强度

4 结语

本文中利用有限元分析软件Abaqus对垂尾平尾对接平台的弹塑性屈曲性能进行了分析，讨论了深梁跨高比α、厚度t对钢板深梁屈曲性能的影响。

研究结果表明：钢板深梁的稳定承载力随着厚度t的增加，3、4阶屈曲荷载的增长呈上凸状，1、2阶屈曲荷载的增长呈下凸状。薄板深梁与厚板深梁的受力性质不同，薄板深梁会产生严重的面外变形，因此要提高薄板的承载力，还应适当布置中部加劲肋，如十字形加

劲肋。

参考文献

[1] 宋焕成，赵时熙.聚合物基复合材料[M].北京：国防工业出版社，1986.

[2] 于顺海，唐羽章.混杂复合材料[M].长沙：国防科技大学出版社，1987.

[3] 毛镇夷，张必恕.型架安装工艺[M].北京：国防工业出版社，1977.

[4] 王铎.理论力学[M].北京：高等教育出版社，1961.

[5] 郑宏，杨飞颖，张维刚.钢板深梁屈曲分析[J].建筑科学与工程学报，2007，24（3）.

作者简介：崔琳琳（1984-），女，辽宁瓦房店人，沈阳飞机工业（集团）有限公司工程师，研究方向：飞机工装强度分析。