（中航飞机股份有限公司研发中心，陕西 西安， 710089）

梁框三维实体单元与板壳单元的组合建模研究

梁荣娜 赵 玺

（中航飞机股份有限公司研发中心，陕西 西安， 710089）

在Patran全机有限元模型中将梁框的分析部位离散为三维实体单元，其余部分离散为板壳单元，这两种单元采用几种不同的方式连接。在全机有限元模型中施加109种疲劳载荷工况分析计算，提取出梁框分析部位的计算结果组成疲劳应力谱，并将疲劳应力谱转化为R=－1的等效应力谱，采用Miner累积损伤理论估计出分析部位的疲劳寿命，比较不同连接方式对疲劳寿命的影响。结果表明梁框三维实体单元与板壳单元的连接方式不同对各工况的疲劳应力值影响较小，对分析部位的疲劳寿命影响较大。

板壳单元，三维实体元，单元连接，疲劳寿命

在飞机有限元模型中，通常采用板壳单元进行分析计算，一般情况下可以满足分析要求。但飞机上有很多结构复杂易损伤且整个寿命期内不能更换的重要受力零件,如飞机机翼梁框等，板壳单元就不能准确估算出损伤部位的应力及疲劳寿命。通常分析这类零件是把分析部位提取出，建立细节三维实体模型或者根据分析要求在全机有限元模型中建立分析部位的细节三维实体模型。单独建立细节三维实体模型工作量大，耗时较长，而在全机有限元模型中建立分析部位的细节三维实体模型可以省去边界提取及约束和载荷的施加，能较多的减少工作量，但该方法需要考虑三维实体单元和板壳单元的连接，因此三维实体单元和板壳单元的连接方法对应力及疲劳寿命的影响值得研究。……