2.2载荷及边界条件

根据分析要求，压缩应力与剪应力之比为1:1.5，在此区压缩应力与剪切应力分别为100Mpa、150Mpa，而腹板长度为730mm，宽度为620mm，厚度为2.7mm，根据应力换算为节点力加载。试验件腹板四边简支，约束腹板四边节点3自由度即法向自由度，同时为了防止刚体运动，约束网格对称中心节点1、2、6自由度。

2.3有限元分析结果

分析了Type1的400阶的稳定性模态，没有发现Type1的整体失稳模态，说明在线性稳定性分析里面，整体失稳基本不可能发生。如图5所示，第35阶（负值表示载荷方向相反，则发生此振型）的模态可以看到，Type1容易发生腹板失稳带动筋条局部失稳，特别是上缘条的局部失稳和筋条的侧向失稳，此时剪应力为210MPa,压应力为140MPa.以第35阶的失稳模态，考虑其几何参数，则长边加载剪力为4.14E+05 N，短边加载剪力为3.52E+05 N，长边加载压力为2.76E+05 N。

3 方案2

3.1 方案2 有限元模型

抽取中面，以单元尺寸为3划分壳单元网格，共6.8万网格，单元数量已经足够，满足稳定性分析精度对于网格数量的要求，如图6所示。

3.2 载荷及边界条件

根据分析要求，压缩应力与剪应力之比为1:1.5，在此区压缩应力与剪切应力分别为100Mpa、150Mpa，而腹板长度为730mm，宽度为620mm，厚度为3mm，根据应力换算为节点力加载。

试验件前提假设腹板四边简支，所以约束腹板四边节点3自由度即腹板法向方向自由度，同时为了防止刚体运动，约束网格对称中心节点126自由度。

3.3有限元分析结果

共提取了200阶的稳定性模态结果，直到第52阶出现板的整体失稳，如图7、图8所示，而之前的模态显示如图所示都为筋条之间的腹板局部失稳，此时剪应力为150Mpa，压应力为100Mpa,第五十二阶的稳定性系数为2.3，所以在剪应力为345MPa，压应力为230MPa时，才发生整体失稳，根据试验件的几何尺寸可得，达到整体失稳时，长边加载剪力为7.56E+05 N，短边加载剪力为6.42E+05 N，长边加载压力为5.04E+05 N。

5 两种方案结果对比分析

方案1在腹板失稳带动筋条失稳的情况下，长边加载剪力为4.14E+05 N，短边加载剪力为3.52E+05 N，长边加载压力为2.76E+05 N，此时剪应力为210MPa，压应力为140MPa。方案2达到整体失稳时，长边加载剪力为7.56E+05 N，短边加载剪力为6.42E+05 N，长边加载压力为5.04E+05 N，此时剪应力为345MPa，压应力为230MPa。方案1容易发生强迫压损，及腹板失稳带动筋条失稳，方案2易发生整体失稳，但是在极限载荷情况下，这种失稳也不会发生。所以方案2横竖加筋结构的承载能力更好，选用方案2横竖加筋结构。
材料屈服极限为434MPa，弹性极限为屈服极限的一半217MPa，所以对于整体失稳，线性稳定性分析不适用，所以分析数据只能作为比较的参考。后续将考虑材料非线性，考虑更加真实的试验夹持方式的边界条件，进行非线性稳定性分析。

6 结论

基于RADIOSS对两种加筋结构的腹板进行稳定性分析，发现第二种方案横竖加筋稳定性承载能力更强，选用横竖加筋的腹板加筋结构

7 参考文献

[1] HyperWorks User's Manual

Buckling Analysis of Specimen by RADIOSS

Fang Shangqing    Yuan Xinhao

Abstract：The bucking analysis of Center Wing Box is performed by RADIOSS. A more efficient structure is figured out with comparison of analysis results of two different stiffener structures.

Keywords: RADIOSS   Rib Web     Buckling    Stiffener