一种蜂窝夹层结构的有限元建模简化方法

摘要

本发明属于有限元建模领域，涉及一种蜂窝夹层结构的有限元建模简化方法，步骤如下：将蜂窝夹层结构根据刚度变化的区域性进行分割；针对不同区域的结构刚度，进行力学等效：根据蜂窝夹层结构区域划分有限元网格，单元选择板单元，利用有限元建模软件建立单元的空间拓扑关系、填写蜂窝结构材料性能数据、按照第二步刚度等效的结果填写不同区域的单元属性，完成蜂窝夹层结构的有限元建模。本方法的优点：通过将不同区域的蜂窝蒙皮结构进行刚度等效，将一个蜂窝夹层结构简化为几个不同刚度的板单元，根据面内刚度和弯曲刚度分别按照刚度等效进行简化，实现飞机全机有限元模型下蜂窝结构的有限元建模简化，提高飞机结构强度设计和计算的精准度。

主权项

一种蜂窝夹层结构的有限元建模简化方法，其特征在于，包括如下步骤：第一，将蜂窝夹层结构根据刚度变化的区域性进行分割，包括以下几个区域：边缘区域：没有蜂窝结构的区域；过渡区域：从没有蜂窝结构到全蜂窝高度的区域；中间区域：全蜂窝高度的区域。第二，针对不同区域的结构刚度，进行力学等效：边缘区域单元属性中，面内刚度和抗弯刚度参数均取蜂窝结构内外蒙皮的厚度之和，即t₁+t₂；过渡区域单元属性中，面内刚度参数取外蒙皮厚度t₂，抗弯刚度取蜂窝结构内外蒙皮的厚度之和t₁+t₂；中间区域有限元模型中填写单元的厚度参数时，面内刚度取外蒙皮厚度t₂，抗弯刚度取按下式等效后的厚度t＇；$t^{\prime }={\left[\frac{12h^2{t}_1{t}_2}{(t_1+t_2)}\right]}^{\frac{1}{3}}---\left(1\right)$式中：t₁、t₂为蜂窝夹层结构内、外蒙皮的厚度h为蜂窝夹层结构的高度t＇为抗弯刚度等效后的蒙皮厚度第三，根据蜂窝夹层结构区域划分有限元网格，单元选择板单元，利用有限元建模软件建立单元的空间拓扑关系；填写蜂窝结构材料性能数据，按照第二步刚度等效的结果填写不同区域的单元属性，完成蜂窝夹层结构的有限元建模。