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文檔簡介
1、多尺度方法作為近年來迅速發(fā)展的新興結(jié)構(gòu)建模與分析方法,不僅使結(jié)構(gòu)建模變得更簡便,同時較大的提高了計算效率,逐漸成為了關(guān)注熱點。且網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在動載下的失效機(jī)理也一直是空間結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的研究熱點,由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的構(gòu)造復(fù)雜,在計算求解中帶來了不便,前期的研究都是基于精細(xì)化模型進(jìn)行的,不僅對計算機(jī)硬件性能要求甚高,同時耗時耗力。
本文在此背景下,對多點約束法與應(yīng)力連接法展開了理論研究與數(shù)值模擬,并實現(xiàn)了跨結(jié)構(gòu)、材料層面的多尺度建模與分析。主
2、要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:
首先,總結(jié)前人對多尺度方法的研究成果,選取多點約束法與應(yīng)力連接法作為研究對象,通過理論推導(dǎo)以及數(shù)值模擬,驗證了兩種方法的精確性,并基于應(yīng)力連接法下給出了單元比例S的取值范圍。
然后,依據(jù)單層球面網(wǎng)殼的振動臺倒塌試驗,建立了三個剛度不等的多尺度模型,并在不同荷載工況下,研究其倒塌模式。結(jié)果表明:三個多尺度模型的倒塌模式與試驗結(jié)果基本一致,雖然試驗中人為因素、環(huán)境因素等造成的初始缺陷在數(shù)值模擬中無
3、法實現(xiàn),但對計算結(jié)果的影響較小,誤差在工程允許范圍內(nèi)。
最后,利用子模型法對凱威特型球面網(wǎng)殼進(jìn)行了跨尺度的裂紋擴(kuò)展分析,實現(xiàn)了在宏觀結(jié)構(gòu)層面觀測細(xì)觀球焊接處的裂紋擴(kuò)展全過程。該方法不僅減少了計算求解時間,同時使得模型更容易收斂,并有足夠的收斂空間允許對模型進(jìn)行調(diào)整或網(wǎng)格細(xì)化,子模型更適用于裂紋擴(kuò)展等微觀研究。
通過對多尺度方法的理論研究以及實際應(yīng)用,證明了多尺度方法的合理性及其優(yōu)勢。本文雖只對網(wǎng)殼進(jìn)行了多尺度建模分析
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