本文選題：能量法　切入點：整體穩(wěn)定　出處：《復合材料學報》2017年10期

【摘要】：為計算變截面層合管桿件整體穩(wěn)定承載力,提出一種基于能量法的理論計算模型。采用基于三維梁理論的層合管等效抗彎剛度計算方法,計算了等截面段、變截面段的等效工程彈性系數。在考慮剪切變形的影響以及桿件變截面對軸壓撓曲線函數影響的基礎上,基于能量法推導了變截面桿整體穩(wěn)定承載力解析公式。以NASA復合材料變截面桿為算例,進行了理論計算和有限元數值模擬,結果顯示:同時考慮上述兩因素的理論計算結果與有限元結果最為接近,剪切變形對臨界承載力的修正可達10%以上,軸壓撓曲線函數的變化對承載力的修正約為1%,可忽略。以錐長和錐角為參數,對變截面桿的承載力、體積和承載效率進行雙參數分析,發(fā)現變截面對彎曲變形能的影響遠大于對剪切變形性能的影響,采用變截面形式能夠提高層合管承載效率,且一定錐長下存在承載效率最高對應的最優(yōu)錐角。
[Abstract]:In order to calculate the overall stable bearing capacity of laminated pipe members with variable cross-section, a theoretical model based on energy method is proposed. The equivalent bending stiffness of laminated pipes based on three-dimensional beam theory is calculated. On the basis of considering the influence of shear deformation and the influence of variable cross section on the function of axial compression deflection curve, the equivalent engineering elastic coefficient of variable section section is considered. Based on the energy method, the analytical formula for the overall stable bearing capacity of the variable cross section bar is derived. Taking the variable section bar of NASA composite material as an example, the theoretical calculation and finite element numerical simulation are carried out. The results show that the theoretical results of the above two factors are most close to those of the finite element method, and the correction of the shear deformation to the critical bearing capacity can reach more than 10%. The change of axial compression deflection curve function is about 1, which can be ignored. Taking cone length and cone angle as parameters, the bearing capacity, volume and loading efficiency of variable cross section rod are analyzed with two parameters. It is found that the influence of the variable section on the bending deformation energy is much greater than on the shear deformation performance. The loading efficiency of laminated pipes can be improved by using the variable section form, and there is an optimal cone angle corresponding to the highest loading efficiency under a certain cone length.
【作者單位】： 陸軍工程大學野戰(zhàn)工程學院;東南大學土木工程學院;
【基金】：國家自然科學基金(51408606) 國家科技支撐計劃(2014BAB15B01-05)
【分類號】：TB33

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本文編號：1674667