桿、板與蜂窩材料結(jié)構(gòu)的蠕變屈曲及后屈曲問題研究.pdf

1、本文以桿、板和蜂窩結(jié)構(gòu)為研究對象，綜合考慮了材料粘彈性、損傷、幾何非線性、初始撓度等因素，系統(tǒng)地研究了桿、板和蜂窩材料結(jié)構(gòu)的蠕變屈曲與后屈曲行為。其研究成果不僅具有重要的理論價值，也具有非常重要的工程應(yīng)用意義。主要研究工作如下： 基于粘彈性理論、壓桿穩(wěn)定理論，針對壓桿的工程實際情況，研究了具初始撓度、兩端彈性支承、偏心加載壓桿的彈性屈曲與蠕變延遲失穩(wěn)行為，分析了彈性約束系數(shù)的實驗確定方法。提出了一種分析蠕變屈曲的半解析方法，該方

2、法可得出每一時間步中壓桿的撓度與截面應(yīng)力，且精度可以控制。利用本文提出的半解析方法，分析了夾層模型的精度及影響因素，為夾層模型的工程應(yīng)用提供了理論依據(jù)。采用Karchanov損傷理論，考慮拉壓應(yīng)力對損傷的不同貢獻，分析了損傷對粘彈性壓桿蠕變屈曲的影響。 分別采用線粘彈性和非線性穩(wěn)態(tài)Norton蠕變本構(gòu)關(guān)系，對比研究了在小撓度和考慮幾何非線性的兩種情況下，具初始缺陷壓桿的蠕變屈曲失效時間，分析了初始撓度，載荷與材料參數(shù)對壓桿蠕變屈

3、曲失效時間的影響，得到了壓桿小撓度理論的適應(yīng)條件。 基于損傷力學(xué)和Von Karman非線性板理論，建立了在橫向和軸向載荷共同作用下考慮蠕變損傷效應(yīng)的矩形板的非線性控制平衡方程，考慮了拉壓應(yīng)力對損傷演化的不同貢獻，采用數(shù)值積分方法計算了橫截面上的合力和力偶，然后應(yīng)用迭代法對題進行求解。算例中，討論了損傷效應(yīng)、幾何非線性、橫向載荷、軸向載荷、等效應(yīng)力等因素對板蠕變后屈曲過程的影響。基于代數(shù)不變量和不可逆熱力學(xué)理論，建立了正交各向異

4、性材料的損傷本構(gòu)關(guān)系及損傷演化方程，研究了具損傷各向異性矩形板的后屈曲問題。 基于壓彎耦合梁柱穩(wěn)定理論，分析了在面內(nèi)雙向荷載作用下不規(guī)則蜂窩材料的彈性屈曲行為，得到了不規(guī)則形狀和不等壁厚蜂窩材料的兩種屈曲模式的轉(zhuǎn)換條件，以及兩種屈曲模式下臨界條件的解析表達式。分析了壁厚、傾斜壁與水平方向夾角、孔壁長度等因素對兩種臨界屈曲載荷的影響，并采用ANSYS商業(yè)軟件對理論分析結(jié)果進行了驗證。 采用Norton蠕變理論和自由能守恒原