預(yù)扭曲長(zhǎng)條薄板扭轉(zhuǎn)屈曲特性分析與雙穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì).pdf

1、預(yù)扭曲長(zhǎng)條薄板結(jié)構(gòu)經(jīng)常作為葉片應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等大型工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)中。已有的研究表明，該結(jié)構(gòu)由于其特殊的幾何形狀顯示出特殊的力學(xué)特性。本文首先推導(dǎo)了結(jié)構(gòu)屈曲的控制方程，求解了兩端簡(jiǎn)支和另兩邊自由條件下的扭轉(zhuǎn)臨界屈曲載荷的解析表達(dá)式；其次，研究了扭轉(zhuǎn)后屈曲的跳躍特性，討論了不同可設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)跳躍特性的影響規(guī)律；最后，利用扭轉(zhuǎn)后屈曲的跳躍特性，通過改變其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提出了三種扭轉(zhuǎn)雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　

2、（1）預(yù)扭曲長(zhǎng)條薄板扭轉(zhuǎn)屈曲的解析解預(yù)測(cè)。采用理論方法推導(dǎo)了考慮兩端簡(jiǎn)支和另兩邊自由條件的靜力線性解與非線性解。選取線性解作為內(nèi)力表達(dá)式，采用平衡方法，推導(dǎo)了屈曲的控制方程，通過逆法獲得了扭轉(zhuǎn)臨界屈曲的解析表達(dá)式。通過與有限元分析結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了靜力線性解的正確性?？紤]較小載荷作用時(shí)，對(duì)比線性解與非線性解，驗(yàn)證了選取線性解的合理性。通過與數(shù)值計(jì)算結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了解析解的正確性。
　?。?）預(yù)扭曲長(zhǎng)條薄板扭轉(zhuǎn)后屈曲的跳躍特性研究。通

3、過數(shù)值分析方法，重點(diǎn)研究了結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)后屈曲特性，載荷-位移曲線表明該結(jié)構(gòu)在發(fā)生扭轉(zhuǎn)屈曲后會(huì)出現(xiàn)突然的扭轉(zhuǎn)跳躍特性，即隨著位移載荷的不斷增大，約束反力突然大幅下降。隨后，進(jìn)一步討論了不同幾何參數(shù)、材料性質(zhì)、結(jié)構(gòu)形狀及拓?fù)錁?gòu)型等可設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)跳躍性能的影響。結(jié)果表明：扭轉(zhuǎn)屈曲后的扭轉(zhuǎn)跳躍特性是可調(diào)的，合理的設(shè)計(jì)有望實(shí)現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)特性。
　?。?）新型扭轉(zhuǎn)雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析?；诳稍O(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)預(yù)扭曲長(zhǎng)條薄板結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)跳躍性能的影響規(guī)律