蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等效剛度優(yōu)化獲取方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等效剛度優(yōu)化獲取方法，包括：1、分別采集蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)的材料扭轉(zhuǎn)彈性模量，蒙皮殼直徑，蒙皮厚度；所采集的桁條共有m類桁條，進(jìn)而采集每類桁條的個(gè)數(shù)、截面積及極慣性矩；2、利用面積等效法獲得桁條總等效厚度；3、獲得蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)總的等效厚度和蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)總的等效極慣性矩；4、獲得蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)總的實(shí)際極慣性矩；5、獲得蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)總的實(shí)際扭轉(zhuǎn)剛度。本發(fā)明可以得到以下效果：通過(guò)優(yōu)化傳統(tǒng)基于簡(jiǎn)單模型的扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算方法，能夠簡(jiǎn)單快速得到與復(fù)雜模型同樣精度的結(jié)果，很好解決了困擾火箭扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算偏大的難題。
【專利說(shuō)明】蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等效剛度優(yōu)化獲取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種扭轉(zhuǎn)等效剛度獲取方法，主要涉及到運(yùn)載火箭和液體導(dǎo)彈典型蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等效剛度的優(yōu)化獲取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)由蒙皮殼、桁條、環(huán)框組成，具有高強(qiáng)度、剛度、輕質(zhì)化特性，在火箭結(jié)構(gòu)中廣泛的應(yīng)用。其中蒙皮可以承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、拉壓載荷，而桁條做為縱向構(gòu)件，其橫截面尺寸相對(duì)長(zhǎng)度很小，只承受沿其自身軸向的載荷，承受扭轉(zhuǎn)和自身橫向彎曲很低，可以忽略。
[0003]針對(duì)蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)，目前動(dòng)力學(xué)建模方法有三種:
[0004]模型1:等效厚度模型
[0005]該等效計(jì)算模型是一個(gè)具有均勻截面厚度的光殼，可以直接利用等效厚度計(jì)算扭轉(zhuǎn)剛度。在計(jì)算扭轉(zhuǎn)剛度時(shí)，可以把該殼等效為梁。
[0006]模型2:變厚度模型
[0007]在這種模型中，把附有縱向桁條的蒙皮部分加厚。這種方法相當(dāng)于桁條和殼為面連接，由于桁條被認(rèn)為是相同的并且沿著周向均勻分布，因此該變厚度殼扭轉(zhuǎn)時(shí)的截面仍然可以看成是平面，沒(méi)有翹曲。
[0008]模型3:殼-梁模型
`[0009]在這種模型中，用殼單元來(lái)模擬蒙皮，用梁?jiǎn)卧M桁條，和實(shí)際結(jié)構(gòu)比較接近。
[0010]第一種模型建模簡(jiǎn)單，計(jì)算量較小，但目前的計(jì)算方法得到的結(jié)果較實(shí)際值偏大；第二種模型建模復(fù)雜，計(jì)算量較大，但計(jì)算結(jié)果較真實(shí)值同樣偏大；第三種模型和實(shí)際結(jié)構(gòu)比較接近，但建模較復(fù)雜，計(jì)算量較大，得到的結(jié)果與真實(shí)值更加接近。
[0011]因此，亟待改進(jìn)基于第一種模型的扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算方法，簡(jiǎn)單快速地得到與第三種復(fù)雜模型相同精度的結(jié)果，具有十分重要的工程應(yīng)用意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種針對(duì)火箭中常用的蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)，能夠準(zhǔn)確反映其扭轉(zhuǎn)剛度的等效剛度優(yōu)化獲取方法。
[0013]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等效剛度優(yōu)化獲取方法，包括以下步驟:
[0014]步驟一、分別采集蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)的材料扭轉(zhuǎn)彈性模量G，蒙皮殼直徑D，蒙皮殼厚度S ;所采集的桁條共有m類桁條，進(jìn)而采集第i類桁條的個(gè)數(shù)隊(duì)、截面積Abi及極慣性矩Jbi，其中i = 1，2，…，m;
[0015]步驟二、根據(jù)采集得到的蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)的蒙皮殼直徑D、第i類桁條的個(gè)數(shù)Ni及極慣性矩Jbi，利用面積等效法獲得桁條總等效厚度tb ；[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)等效剛度優(yōu)化獲取方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟一、分別采集蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)的材料扭轉(zhuǎn)彈性模量G，蒙皮殼直徑D，蒙皮殼厚度S ;所采集的桁條共有m類桁條，進(jìn)而采集第i類桁條的個(gè)數(shù)隊(duì)、截面積Abi及極慣性矩 Jbi，其中 i = l，2r"，m; 步驟二、根據(jù)采集得到的蒙皮加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)的蒙皮殼直徑D、第i類桁條的個(gè)數(shù)Ni及極慣性矩Jbi，利用面積等效法獲得桁條總等效厚度tb ；
【文檔編號(hào)】G01M99/00GK103454102SQ201210181836
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月4日
【發(fā)明者】潘忠文, 廉永正, 曾耀祥, 董鍇, 王旭, 楊樹(shù)濤, 徐慶紅, 王明宇 申請(qǐng)人:北京宇航系統(tǒng)工程研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院