沖擊載荷下加筋板結(jié)構(gòu)的非線性動(dòng)力響應(yīng)及屈曲研究.pdf

1、加筋板結(jié)構(gòu)既能保證結(jié)構(gòu)的可靠性和耐用性，又能減輕結(jié)構(gòu)重量，提高結(jié)構(gòu)效率和經(jīng)濟(jì)性，因而在航空航天、橋梁和船舶等工程領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。但由于加強(qiáng)筋的引入帶來(lái)結(jié)構(gòu)上的不連續(xù)性和各向異性，因此分析它們的性能十分復(fù)雜。其中，對(duì)加筋板結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)尤其是非線性動(dòng)力響應(yīng)的研究還很不充分。至于動(dòng)力屈曲，即使是普通的板殼結(jié)構(gòu)還有許多問(wèn)題尚需進(jìn)一步研究和完善，而對(duì)于沖擊載荷下加筋板結(jié)構(gòu)動(dòng)力屈曲的研究，已公布的文獻(xiàn)更是少見(jiàn)。 本文主要是從理論上對(duì)沖擊

2、載荷下加筋板結(jié)構(gòu)的非線性動(dòng)力響應(yīng)及動(dòng)力屈曲問(wèn)題進(jìn)行研究。研究工作的一個(gè)重要方面，就是通過(guò)合理的理論分析模型和有效的數(shù)值計(jì)算方法，研究加筋板結(jié)構(gòu)在沖擊載荷下的動(dòng)態(tài)行為，探討加筋板結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征與機(jī)理，考察由于加強(qiáng)筋的引入所帶來(lái)的結(jié)構(gòu)上的不連續(xù)性和各向異性對(duì)結(jié)構(gòu)整體動(dòng)態(tài)行為的影響。論文研究工作的主要內(nèi)容和成果如下： 1．采用符合船舶實(shí)際情況的彈性轉(zhuǎn)動(dòng)約束邊界條件，推導(dǎo)計(jì)算加筋板在沖擊載荷下的非線性動(dòng)力響應(yīng)及動(dòng)力屈曲的數(shù)值解法，并對(duì)

3、加筋板動(dòng)力響應(yīng)及動(dòng)力屈曲的影響因素做了詳細(xì)分析。文中有關(guān)邊界約束影響的分析結(jié)論，可以為實(shí)際船體板架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算提供依據(jù)。 2．基于塑性理論，推導(dǎo)了計(jì)及軸力影響時(shí)，單軸對(duì)稱截面的軸力-彎矩交互作用關(guān)系式(或稱為廣義屈服條件)。文中所推出的理論公式，對(duì)結(jié)構(gòu)的塑性動(dòng)力分析具有重要意義。 3．采用具有單軸對(duì)稱截面的梁(或交叉梁系)模型，分析了單向(或雙向)加筋板的大撓度塑性動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題，并將各種不同方法計(jì)算加筋板大撓度塑性動(dòng)

4、力響應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行比較。 4．提出任意形狀的沖擊載荷可以用一個(gè)等效的矩形脈沖代換的簡(jiǎn)化方法，并為驗(yàn)證其可行性作了詳細(xì)的對(duì)比計(jì)算。對(duì)于塑性變形的結(jié)構(gòu)，計(jì)算其最終塑性變形時(shí)，建議采用載荷等效代換的方法，可以使計(jì)算大為簡(jiǎn)化。 5．采用Lee極值原理確定雙向加筋板結(jié)構(gòu)的大撓度剛塑性動(dòng)力響應(yīng)的瞬時(shí)模態(tài)解，通過(guò)算例分析證實(shí)了利用Lee極值原理得到的瞬時(shí)模態(tài)解是一種研究結(jié)構(gòu)大撓度塑性動(dòng)力響應(yīng)的簡(jiǎn)單而實(shí)用的近似方法。 通過(guò)對(duì)多個(gè)算