(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210688200.5 (22)申请日 2022.06.17 (71)申请人 中航西安飞机 工业集团股份有限公 司 地址 710089 陕西省西安市西飞大道一 号 (72)发明人 池福俭　宋波涛　李兴福　苗志桃　 罗鹏飞　 (74)专利代理 机构 中国航空专利中心 1 1008 专利代理师 杜永保 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种飞机矩形腹 板许用剪 应力计算方法 (57)摘要 一种飞机矩形腹板许用剪应力计算方法， 首 先计算矩形腹板在均匀剪切载荷作用下弹性失 稳临界应力τcr； 其次， 矩形腹板实际剪应力τ 与弹性失稳临界应力τcr的比值为矩形腹板的 载荷比c， 得到载荷比c的计算公式； 然后， 根据载 荷比c的不同大小范围， 通过矩形腹板材料的拉 伸屈服极限σ0.2、 拉伸强度极限σb、 剪切强度极 限τb以及载荷比c得到矩形腹板的许用剪应力 τall的计算公式； 最后， 令载荷比c计算公式中的 实际剪应力等于许用剪应力τall， 联立载荷比c 计算公式和许用剪应力τall计算公式， 求解获得 矩形腹板的许用剪应力。 本发明能更方便、 快捷、 准确地计算矩形腹 板的许用剪 应力。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115130206 A 2022.09.30 CN 115130206 A 1.一种飞机矩形腹板许用剪应力计算方法， 所述的矩形腹板为等厚度金属板， 其四周 与周边结构铆接， 其特 征在于包 含以下内容： 1)计算矩形腹板在均匀剪切载荷作用下弹性失稳临界应力 τcr； 2)矩形腹板实际承受的剪应力为实际剪应力τ， 实际剪应力与弹性失稳临界应力的比 值为矩形腹板的载荷比c， 载荷比计算公式τ ＝c τcr； 3)当载荷比c大于等于1并小于2时， 矩形腹板的许用剪应力 τall计算公式为： 当载荷比c大于等于2时， 矩形腹板的许用剪应力 τall计算公式为： 式中： σ0.2为腹板材料的拉伸屈服极限； σb为腹板材料的拉伸强度极限； τb为腹板材料的 剪切强度极限； 4)令步骤2)中的实际剪应力等于步骤3)中的许用剪应力， 联立步骤2)中的载荷比计算 公式和步骤3)许用剪应力计算公式， 求 解获得矩形腹板的许用剪应力。 2.如权利要求1所述的飞机矩形腹板许用剪应力 计算方法， 其特征在于， 在计算弹性失 稳临界应力时， 应根据腹板与周边结构具体连接形式确定矩形腹板的边界条件。 3.如权利要求1所述的飞机矩形腹板许用剪应力 计算方法， 其特征在于， 发生弹性失稳 矩形腹板的载荷比应为大于等于1的值。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115130206 A 2一种飞机矩形腹板许用剪应力计算方 法 技术领域 [0001]本发明属于飞机结构强度设计领域， 尤其涉及一种飞机矩形腹板许用剪应力计算 方法。 背景技术 [0002]机翼是飞机的重要部件之一， 安装在机身上， 其最主要的作用是产生升力， 与尾翼 一起形成良好的稳定性和操纵性。 机翼通常是由翼梁、 桁条、 翼肋和蒙皮等构件组成， 翼梁 腹板和翼肋腹板在工程上通常被认为是 纯剪矩形腹板 。 [0003]目前强度校核中， 翼梁腹板和翼肋腹板 的许用剪应力按以下方法计算： 根据全机 总体有限元模型计算出腹板的计算剪应力， 再根据腹板剪切临界应力系数、 腹板的长宽、 厚 度、 材料弹性泊松比和材料弹性模量， 求得矩形腹板在均匀剪切载荷作用下 的弹性失稳临 界应力， 再根据载荷比确定张力场系数， 最终由张力场系数、 腹板材料的拉伸屈服极限、 拉 伸强度极限、 剪切强度极限和修 正系数， 计算出腹板的许用剪应力。 [0004]对翼梁腹板和翼肋腹板而言， 一旦腹板尺寸、 材料和边界支持条件确定后， 腹板的 许用剪应力为一个定值， 而不应该与全机总体有限元模型计算出腹板的计算剪应力相关， 按 《飞机设计手册》 (第9册)所列公 式所得结果精度较低， 因此需要探索一种新的计算方法， 方便、 快速、 准确地进行飞机矩形腹板许用剪应力计算。 发明内容 [0005]本发明提供了一种飞机矩形腹板许用剪应力计算方法， 基于 《飞机设计手册》 (第9 册)所列公式进行进一 步计算， 目的是为了提高纯剪矩形腹板许用剪应力的计算精度。 [0006]本发明提供了一种飞机矩形腹板许用剪应力计算方法， 矩形腹板为等厚度金属 板， 四周与周边结构铆接， 包 含以下步骤: [0007]1)根据 《飞机设计手册》 (第9册)所列公式， 计算矩形腹板在均匀剪切 载荷作用下 弹性失稳临界应力 τcr， 弹性失稳临界应力 τcr的计算公式为： [0008] [0009]式中： [0010]τcr—弹性失稳临界应力； [0011]b—矩形腹板的短边长度； [0012]E—矩形腹板的杨氏弹性模量； [0013]μe—矩形腹板材 料的弹性泊松比； [0014]δ —矩形腹板的厚度； [0015]KS—剪切临界应力系数， 应根据矩形腹板与周边结构具体连接形式进行选取。 [0016]2)矩形腹板实际承受的剪应力为实际剪应力τ， 实际剪应力与弹性失稳临界应力 的比值为矩形腹板的载荷比c， 载荷比计算公式为：说　明　书 1/3 页 3 CN 115130206 A 3