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(qiáng)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(yīng)用。相應(yīng)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(shè)計(jì)成為航空航天結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題。同時(shí)，針對(duì)加筋柱殼結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)，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(duì)加筋柱殼結(jié)構(gòu)進(jìn)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(zhǎng)法、隱式動(dòng)力學(xué)、顯式動(dòng)力

2、學(xué)，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(jì)算精度和計(jì)算效率為依據(jù)對(duì)上述方法進(jìn)行了評(píng)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(diǎn)，提出耦合缺陷模態(tài)法引入初始幾何缺陷，通過對(duì)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(jiǎn)單的耦合作用公式，并通過有限元驗(yàn)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(dòng)力學(xué)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(dòng)力學(xué)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(duì)此類格柵加筋結(jié)構(gòu)，基于等