機身壁板剪切工程算法及試驗驗證

成李南，趙少杰，李新祥，程立平，遲 堅

(1.中國飛機強度研究所 全尺寸飛機結構靜力/疲勞航空科技重點實驗室，陜西 西安 710065；2.中航工業一飛院，陜西 西安 710089)

1 引 言

在飛機結構中，機身壁板是機身結構最重要的構件之一，占機身結構重量的比重較大。因此，提高機身壁板的承載能力、降低其結構重量，是有效減少機身重量的重要內容[1]。

機身壁板的穩定性和承載能力與蒙皮和長桁的結構密切相關。蒙皮和長桁作為承受機身剪切載荷最主要的構件，其設計是機身結構強度設計的一項重要內容。在飛機設計的整個過程中，機身壁板的結構參數需要根據機身載荷和結構布置的變化進行更改[2-5]。

剪切許用應力的確定主要采用試驗方法或半經驗方法，其中，試驗方法是確定剪切許用應力的最佳途徑[1]。Tran等[6]總結得出，壁板蒙皮曲率半徑及加筋條截面幾何參數對壁板線性屈曲及抗壓強度極限有影響。

本文針對機身壁板中蒙皮和長桁布置結構優化問題，設計加工了3類不同構型的試件和試驗裝置，并完成了驗證試驗。應用工程算法對機身蒙皮初始屈曲載荷和屈曲破壞載荷進行計算，并與試驗結果進行了對比。本研究所得的結論為機身壁板結構中蒙皮和長桁的設計提供了一定的試驗依據。

2 研究現狀

針對機身壁板剪切試驗方法的研究一直受到國內外研究機構的重視，其核心是試驗裝置和載荷施加。目前，國內比較成功的機身壁板剪切裝置是臧偉峰等[7]設計的“D”形盒，見圖1(a)。……