一种含预埋梁蜂窝夹层结构强度的有限元计算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106021802A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610393999.X(22)申请日2016.06.06(71)申请人上海宇航系统工程研究所地址201108上海市闵行区金都路3805号(72)发明人王瑞凤杨颜志宋林郁王勇侯建文(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人胡晶(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种含预埋梁蜂窝夹层结构强度的有限元计算方法(57)摘要本发明公开一种含预埋梁蜂窝夹层结构强度的有限元计算方法，包括：步骤1：进行整体强度分析，通过建立蜂窝夹层结构整体有限元模型，并采用有限元方法进行整体强度计算分析，得到蜂窝夹层结构的整体强度；步骤2：进行局部精细模型建模，通过选取局部预埋梁与蜂窝结合区域，建立含预埋梁蜂窝夹层结构局部精细模型，模型各结构均采用实体单元模拟，并建立预埋梁与蜂窝壁之间连接关系；步骤3：提取局部结构边界条件，通过从步骤1计算结果中提取步骤2对应的局部精细模型边界条件，施加于步骤2中的局部精细模型，并提交计算；步骤4：进行局部强度分析，通过对步骤3运算结果进行后处理，得到蜂窝夹层结构的蜂窝芯、蜂窝面板和预埋梁的局部强度。CN106021802ACN106021802A权利要求书1/1页1.一种含预埋梁蜂窝夹层结构强度的有限元计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：进行整体强度分析，通过建立蜂窝夹层结构整体有限元模型，并采用有限元方法进行整体强度计算分析，得到蜂窝夹层结构的整体强度；步骤2：进行局部精细模型建模，通过选取局部预埋梁与蜂窝结合区域，建立含预埋梁蜂窝夹层结构局部精细有限元模型，模型中的蜂窝面板、蜂窝芯和预埋梁的结构均采用实体单元模拟，并建立预埋梁与蜂窝壁之间的连接关系；步骤3：提取局部结构边界条件，通过从步骤1的计算结果中提取步骤2所对应的局部精细模型的边界条件，施加于步骤2中的局部精细模型，并提交计算；步骤4：进行局部强度分析，通过对步骤3提交的运算结果进行后处理，得到蜂窝夹层结构的蜂窝芯、蜂窝面板和预埋梁的局部强度。2.根据权利要求1所述的一种含预埋梁蜂窝夹层结构强度的有限元计算方法，其特征在于，在步骤1中，所述整体有限元模型建模包括蜂窝壁有限元模型和预埋梁有限元模型，其中：所述蜂窝壁有限元模型采用壳单元模拟，并赋予其层合板属性，使其能模拟蜂窝面板和蜂窝芯的力学特性；所述预埋梁有限元模型采用梁单元模拟，并赋予其梁单元属性，使其能模拟预埋梁的力学特性；所述壳单元和梁单元之间通过共节点方式模拟蜂窝壁和预埋梁之间的连接关系。3.根据权利要求1所述的一种含预埋梁蜂窝夹层结构强度的有限元计算方法，其特征在于，在步骤2中，所述局部精细模型建模包括局部分析区域选取、蜂窝壁局部模型建模、预埋梁建模、蜂窝壁与预埋梁连接关系，其中：所述局部分析区域选取强度相对薄弱的结构区域；所述蜂窝壁局部模型建模包括蜂窝面板建模和蜂窝芯建模，所述蜂窝面板建模和蜂窝芯建模均采用实体单元模拟，蜂窝面板被赋予面板材料属性，蜂窝芯被赋予蜂窝芯等效材料属性，使其能分别模拟蜂窝面板和蜂窝芯的力学特性；所述预埋梁建模采用实体单元建立预埋梁有限元模型，并赋予其预埋梁材料属性，使其能模拟预埋梁的力学特性；所述蜂窝壁与预埋梁连接关系是指依据蜂窝夹层结构真实的连接状态，建立相应的连接单元模拟蜂窝壁与预埋梁之间的连接。4.根据权利要求1所述的一种含预埋梁蜂窝夹层结构强度的有限元计算方法，其特征在于，在步骤3中，所述局部结构边界条件包括位移边界条件和载荷边界条件，其中，所述移边界条件和载荷边界条件的提取方法是依据整体模型的计算结果，结合局部区域的边界信息，采用子模型方法进行提取。5.根据权利要求1所述的一种含预埋梁蜂窝夹层结构强度的有限元计算方法，其特征在于，在步骤4中，所述局部强度分析包括蜂窝面板强度计算分析、蜂窝芯强度计算分析和预埋梁强度计算分析，其中：所述蜂窝面板强度计算分析包括蜂窝面板应力强度分析和蜂窝面板局部皱损分析；所述蜂窝芯强度计算分析是指蜂窝芯面外剪切强度分析；所述预埋梁强度计算分析是指预埋梁应力强度分析。2CN106021802A说明书1/4页一种含预埋梁蜂窝夹层结构强度的有限元计算方法技术领域[0001]本发明涉及飞行器结构技术领域，特别涉及一种含预埋梁蜂窝夹层结构强度的有限元计算方法。背景技术[0002]蜂窝夹层结构是由上、下面板和周期性孔状蜂窝夹芯构成的轻质结构材料。具有高比强度和比刚度，良好的隔热、减振等优异性能，被广泛应用于航空、航天等工程领域。[0003]目前，蜂窝结构的应用，主要是限于纯蜂窝结构。而对于轴向承载条