薄壁加筋結(jié)構(gòu)后屈曲分析方法研究.pdf

1、由于具備較高的比強度和比剛度，薄壁加筋結(jié)構(gòu)在航空航天工程中取得了的廣泛應用。相應地，軸向壓縮載荷作用下薄壁加筋殼體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設計成為航空航天結(jié)構(gòu)強度設計的關(guān)鍵問題。同時，針對加筋柱殼結(jié)構(gòu)輕量化設計，迫切需要適合結(jié)構(gòu)優(yōu)化的快速高效后屈曲數(shù)值分析方法。本文針對加筋柱殼結(jié)構(gòu)進行后屈曲分析方法研究，具體而言，本文開展的研究工作及成果包括:
　　(1)從理論上比較研究了目前分析后屈曲問題三種常用的數(shù)值方法:隱式弧長法、隱式動力學、顯式動力

2、學，通過有限元開展了軸壓薄壁柱殼結(jié)構(gòu)后屈曲行為研究，以計算精度和計算效率為依據(jù)對上述方法進行了評估。
　　(2)基于圓柱薄殼結(jié)構(gòu)軸壓失穩(wěn)呈現(xiàn)出多模態(tài)屈曲的特點，提出耦合缺陷模態(tài)法引入初始幾何缺陷，通過對圓柱殼分別施加不同屈曲模態(tài)找到最不利缺陷分布形式，給出了簡單的耦合作用公式，并通過有限元驗證了耦合缺陷模態(tài)法的可靠性。
　　(3)基于有限元采用非線性顯式動力學分析方法開展了軸壓作用下薄壁加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)的后屈曲分析，比較研究了

3、筋條截面高寬比、蒙皮厚度、加筋疏密程度等結(jié)構(gòu)參數(shù)在顯式非線性分析與隱式非線性分析條件下屈曲臨界荷載的差異，給出了顯式動力學分析方法的適用范圍:薄壁加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)筋條質(zhì)量與蒙皮質(zhì)量之比大于0.4。
　　(4)采用枚舉法，基于有限元研究了正交格柵、各向異性格柵、ISOGRID格柵、角格柵這四種常見格柵加筋圓柱殼在軸壓作用下結(jié)構(gòu)后屈曲行為，根據(jù)承載力最優(yōu)，研究比較得出ISOGRID格柵加筋為最優(yōu)格柵加筋形式。針對此類格柵加筋結(jié)構(gòu)，基于等