本申請屬于綜合強(qiáng)度設(shè)計，具體涉及一種確定沖擊后蜂窩夾層結(jié)構(gòu)脫粘區(qū)尺寸的方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、一般通過面板起皺臨界應(yīng)力對蜂窩夾層結(jié)構(gòu)試驗件承載能力進(jìn)行表征，為驗證及修正面板起皺臨界應(yīng)力計算公式，小試件承受沖擊載荷后四點彎曲試驗為需做的驗證試驗之一。

2、蜂窩夾層結(jié)構(gòu)承受沖擊載荷后面板與蜂窩易產(chǎn)生脫粘，如何確定脫粘區(qū)尺寸目前尚無明確方法，但脫粘區(qū)尺寸對結(jié)構(gòu)承載能力影響較大，因此如何確定脫粘區(qū)尺寸具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是：本申請能夠確定沖擊后蜂窩夾層結(jié)構(gòu)四點彎曲試驗件脫粘區(qū)尺寸，為受沖擊后結(jié)構(gòu)承載能力下降分析提供依據(jù)。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N確定沖擊后蜂窩夾層結(jié)構(gòu)脫粘區(qū)尺寸的方法，所述方法包括：

3、按照多級沖擊能量完成蜂窩夾層結(jié)構(gòu)四點彎曲試驗件的沖擊試驗；

4、以試驗件承載能力平均值、各個能量級下平均承載能力值為因變量，以對應(yīng)的能量級數(shù)據(jù)為變量，按照最小二乘法進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合；

5、根據(jù)進(jìn)行的數(shù)據(jù)擬合結(jié)果，如果相關(guān)系數(shù)≥0.95，未受沖擊及受沖擊后蜂窩夾層結(jié)構(gòu)材料力學(xué)性能、蜂窩高度、面板厚度均未發(fā)生變化，根據(jù)面板起皺許用應(yīng)力計算方法，其面板起皺臨界應(yīng)力σqzcr相同；

6、當(dāng)面板工作應(yīng)力達(dá)到面板起皺臨界應(yīng)力，面板發(fā)生屈曲，此時所施加的外載荷即為蜂窩夾層結(jié)構(gòu)承載能力；

7、發(fā)生起皺剖面彎矩m取值，對于不同沖擊能量取值；

8、根據(jù)面板起皺臨界應(yīng)力相等得到與沖擊能量對應(yīng)的脫粘尺寸。

9、優(yōu)選地，所述按照多級沖擊能量完成蜂窩夾層結(jié)構(gòu)四點彎曲試驗件的沖擊試驗之前，還包括：

10、確定蜂窩夾層結(jié)構(gòu)試驗件以及試驗件承載能力平均值。

11、優(yōu)選地，所述確定蜂窩夾層結(jié)構(gòu)試驗件，包括：

12、確定試驗件長度為a，寬度為b，考核區(qū)長度為d，該區(qū)域邊界為弧形，弧形半徑為r，考核區(qū)在寬度方向最小距離為c。

13、優(yōu)選地，確定試驗件承載能力平均值，包括：

14、未沖擊完好試驗件個數(shù)為n1，n1≥5，對應(yīng)的承載能力值為x1、x2、x3…xn，取其平均值為

15、優(yōu)選地，所述面板工作應(yīng)力計算公式為

16、

17、式中：m為發(fā)生起皺剖面所受彎矩；h為蜂窩高度；e為面板彈性模量；f為起皺剖面寬度，未受沖擊剖面為c，受沖擊剖面c-e，e為假設(shè)的沿寬度方向的脫粘區(qū)尺寸。

18、優(yōu)選地，所述按照6級沖擊能量完成試驗件沖擊試驗，每個沖擊能量要求的試驗件數(shù)量大于等于5件，包括：

19、未沖擊試驗件認(rèn)為受沖擊能量為0的受沖擊試驗件，其能量級為第0級。

20、優(yōu)選地，沖擊位置位于試驗件中心位置；每個沖擊能量要求的試驗件數(shù)量大于等于5件。

21、第二方面，本申請還提供了一種確定沖擊后蜂窩夾層結(jié)構(gòu)脫粘區(qū)尺寸的裝置，所述裝置包括：

22、沖擊模塊，用于按照多級沖擊能量完成蜂窩夾層結(jié)構(gòu)四點彎曲試驗件的沖擊試驗；

23、擬合模塊，用于以試驗件承載能力平均值、各個能量級下平均承載能力值為因變量，以對應(yīng)的能量級數(shù)據(jù)為變量，按照最小二乘法進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合；

24、處理模塊，用于根據(jù)進(jìn)行的數(shù)據(jù)擬合結(jié)果，如果相關(guān)系數(shù)≥0.95，未受沖擊及受沖擊后蜂窩夾層結(jié)構(gòu)材料力學(xué)性能、蜂窩高度、面板厚度均未發(fā)生變化，根據(jù)面板起皺許用應(yīng)力計算方法，其面板起皺臨界應(yīng)力σqzcr相同；

25、所述處理模塊，還用于當(dāng)面板工作應(yīng)力達(dá)到面板起皺臨界應(yīng)力，面板發(fā)生屈曲，此時所施加的外載荷即為蜂窩夾層結(jié)構(gòu)承載能力；

26、所述處理模塊，還用于發(fā)生起皺剖面彎矩m取值，對于不同沖擊能量取值；

27、確定模塊，用于根據(jù)面板起皺臨界應(yīng)力相等得到與沖擊能量對應(yīng)的脫粘尺寸。

28、本申請的有益技術(shù)效果：

29、本申請?zhí)峁┑囊环N確定沖擊后蜂窩夾層結(jié)構(gòu)脫粘區(qū)尺寸的方法和裝置，該方法已在直升機(jī)蜂窩夾層結(jié)構(gòu)受沖擊后承載能力下降分析中得到應(yīng)用，有效控制了設(shè)計風(fēng)險，帶來了極大的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)特征：

1.一種確定沖擊后蜂窩夾層結(jié)構(gòu)脫粘區(qū)尺寸的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照多級沖擊能量完成蜂窩夾層結(jié)構(gòu)四點彎曲試驗件的沖擊試驗之前，還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述確定蜂窩夾層結(jié)構(gòu)試驗件，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，確定試驗件承載能力平均值，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述面板工作應(yīng)力計算公式為

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述按照6級沖擊能量完成試驗件沖擊試驗，每個沖擊能量要求的試驗件數(shù)量大于等于5件，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，沖擊位置位于試驗件中心位置；每個沖擊能量要求的試驗件數(shù)量大于等于5件。

8.一種確定沖擊后蜂窩夾層結(jié)構(gòu)脫粘區(qū)尺寸的裝置，其特征在于，所述裝置包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环N確定沖擊后蜂窩夾層結(jié)構(gòu)脫粘區(qū)尺寸的方法和裝置，所述方法包括：按照多級沖擊能量完成試驗件的沖擊試驗；以試驗件承載能力平均值、各個能量級下平均承載能力值為因變量，以對應(yīng)的能量級數(shù)據(jù)為變量，按照最小二乘法進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合；根據(jù)進(jìn)行的數(shù)據(jù)擬合結(jié)果，如果相關(guān)系數(shù)≥0.95，未受沖擊及受沖擊后蜂窩夾層結(jié)構(gòu)材料力學(xué)性能、蜂窩高度、面板厚度均未發(fā)生變化，根據(jù)面板起皺許用應(yīng)力計算方法，其面板起皺臨界應(yīng)力σ<subgt;qzcr</subgt;相同；當(dāng)面板工作應(yīng)力達(dá)到面板起皺臨界應(yīng)力，面板發(fā)生屈曲，此時所施加的外載荷即為蜂窩夾層結(jié)構(gòu)承載能力；發(fā)生起皺剖面彎矩M取值，對于不同沖擊能量取值；根據(jù)面板起皺臨界應(yīng)力相等得到與沖擊能量對應(yīng)的脫粘尺寸。

技術(shù)研發(fā)人員：李明忠,徐程程,明德涵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國直升機(jī)設(shè)計研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10