彎剪載荷下薄壁梁屈曲與后屈曲的結(jié)構(gòu)參數(shù)化研究.pdf

1、鋁合金加筋薄壁梁是飛機結(jié)構(gòu)的主要承力構(gòu)件，其靜力破壞形式主要是由于結(jié)構(gòu)發(fā)生屈曲失穩(wěn)造成的。薄壁梁發(fā)生失穩(wěn)后依然能夠繼續(xù)承載，在考慮復(fù)雜的幾何非線性與材料非線性相互作用的情況下，探求薄壁梁屈曲后的剩余強度，解析求解很難實現(xiàn)；薄壁梁的結(jié)構(gòu)形式往往復(fù)雜多變，可能存在結(jié)構(gòu)整體破壞之前先發(fā)生局部屈曲破壞，導(dǎo)致構(gòu)件失去承載能力，進一步增加了屈曲問題的復(fù)雜性；另外，實際影響薄壁梁屈曲承載特性的因素很多，例如外界約束條件、幾何參數(shù)、開孔加筋等，故進行合

2、理的力學(xué)建模也面臨諸多挑戰(zhàn)。因此，薄壁梁結(jié)構(gòu)屈曲承載特性研究一直是結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的重要研究方向。本文結(jié)合實際工程技術(shù)需求，綜合解析法、有限元法與試驗法進行了某典型高強鋁合金加筋薄壁槽形梁的彎剪承載特性研究，旨在深入地探索薄壁梁承載機理，為實際工程結(jié)構(gòu)設(shè)計提供理論指導(dǎo)，主要工作包括以下內(nèi)容：
　　本文以某金屬機翼大梁彎剪試驗為背景，首先進行了對薄壁梁結(jié)構(gòu)的彈性屈曲分析。對原試驗中高強鋁合金加筋薄壁梁進行力學(xué)建模，通過有限元線性屈曲分析

3、，得到了薄壁梁在彎剪載荷作用下的臨界屈曲載荷、屈曲模態(tài)以及發(fā)生失穩(wěn)時的應(yīng)力應(yīng)變分布，所得數(shù)據(jù)可為屈曲后極限強度的分析提供參考。其次進行了薄壁梁結(jié)構(gòu)的后屈曲非線性分析。在考慮材料非線性和幾何非線性的基礎(chǔ)上，研究了原試驗件梁腹板開孔對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及承載能力的影響，并且考慮到工程中影響薄壁梁穩(wěn)定性及強度問題的因素很多，因此本文還針對以下幾種幾何參數(shù)：翼緣寬厚比、加勁肋分布、開孔位置、開孔大小、開孔形狀等進行了參數(shù)化分析，得到了這些幾何參數(shù)對梁結(jié)