凹凸板結(jié)構(gòu)彎曲剛度等效及力學(xué)特性研究
發(fā)布時間:2020-12-07 01:52
凹凸板結(jié)構(gòu)是一種新型的輕質(zhì)板材,通過在普通基礎(chǔ)平板上沖壓或滾壓出具有周期性均勻化特質(zhì)的典型單元或單胞微元得到該結(jié)構(gòu)。由于這些復(fù)雜微結(jié)構(gòu)的存在,使凹凸板結(jié)構(gòu)具有構(gòu)造正交各向異性的力學(xué)特性,相較于普通的基礎(chǔ)平板具有更高的抗彎剛度和強(qiáng)度以及更強(qiáng)的可靠性。凹凸板結(jié)構(gòu)相較于廣泛使用的夾層板和層合板等板殼結(jié)構(gòu),具有優(yōu)秀的平面壓縮和剪切能力、優(yōu)秀的高溫穩(wěn)定和耐疲勞特性、高可設(shè)計(jì)性和高吸能能力等力學(xué)特性,同時也具有制作工藝相對簡單、材料用量少、成本相對較低等良好的特性。由于凹凸板是近年來新興研究方向,現(xiàn)階段的研究成果大部分局限于制作工藝方面,關(guān)于其等效性質(zhì)和力學(xué)特性的研究比較少。構(gòu)造正交各向異性波紋板和方波板屬于構(gòu)成凹凸板的基本組成結(jié)構(gòu),本文主要針對波紋板和方波板,以及多種凸起形狀結(jié)構(gòu)凹凸板的等效剛度和力學(xué)特性進(jìn)行分析和研究;诳讼;舴(Kirchhoff)的正交各向異性板小撓度彎曲理論,應(yīng)用納維法得到四邊簡支構(gòu)造正交各向異性板在集中載荷作用下彎曲問題的解。將振型函數(shù)取為三角級數(shù)的形式,給出了構(gòu)造正交各向異性薄板自由振動的固有頻率和對應(yīng)振型。以波紋板為研究對象,對Seydel波紋板剛度公式進(jìn)行了討論...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:129 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
板的理論模型
優(yōu)化設(shè)計(jì)作為一種科學(xué)設(shè)計(jì)方法,起始于 1960 年代,優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)是提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量[137-139]。優(yōu)化設(shè)計(jì)是一種在滿足約束條件要求的前提下確定最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的技術(shù),將方案中所需要的支出如重量、費(fèi)用、體積等達(dá)到極致以獲得最優(yōu)解[140-142]。在設(shè)計(jì)方案中,涉及優(yōu)化設(shè)計(jì)的所有變量統(tǒng)稱為優(yōu)化變量,包含有設(shè)變量、狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)。其中設(shè)計(jì)變量是自變量,通過優(yōu)化自變量的值來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì);狀態(tài)變量是因變量,當(dāng)設(shè)計(jì)變量改變時,狀態(tài)變量是限制設(shè)計(jì)變量的約束;目標(biāo)函數(shù)是優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的,在單變量優(yōu)化分析中,只可以設(shè)置一個正數(shù)值為目標(biāo)函數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用過程中可根據(jù)具體問題的分析來具體操作。在工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化范疇,結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要分為尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化三種[143]。(1) 尺寸優(yōu)化。尺寸優(yōu)化是一種細(xì)節(jié)優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法,尺寸形變作為最基本的計(jì)參數(shù),在保證零件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和整體性能目標(biāo)不變的前提下,對截面面積、板殼幾何結(jié)構(gòu)尺寸以及復(fù)合材料的層合厚度、材料的方向角度等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,如圖 1所示。
233 34 35 36244 45 55255 56612121212z z yz z zx z yz yz zx yz zx xz a a a aa a aa aa 體積 ω 進(jìn)行積分得到整個物體的應(yīng)變勢能:V Vd 內(nèi)部構(gòu)造是對稱的,那么這個物體的彈性也是對稱一點(diǎn)出現(xiàn)有對稱的方向,在這些方向上的彈性都是點(diǎn)對一個平面的對稱方向就彈性而言是等效的,那,垂直于彈性對稱面的方向稱為彈性體的一個彈性
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]波形鋼板剪力墻抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 王威,張龍旭,蘇三慶,高敬宇,李艷超,李元剛. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2018(05)
[2]扁球殼在熱-機(jī)械荷載作用下的穩(wěn)定性分析[J]. 趙偉東,高士武,馬宏偉. 應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2017(10)
[3]波形鋼板在公路超淺埋隧道的應(yīng)用研究[J]. 宋飛. 公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版). 2017(06)
[4]正弦波紋板第二主剛度的數(shù)值擬合[J]. 常福清,和夢欣,張暉輝. 科技通報(bào). 2017(01)
[5]輕質(zhì)板殼結(jié)構(gòu)振動與聲學(xué)耦合特性的理論及實(shí)驗(yàn)研究[J]. 辛鋒先,盧天健. 應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2014(06)
[6]波紋板的隔聲特性研究[J]. 劉生江,謝石林,張希農(nóng). 噪聲與振動控制. 2013(03)
[7]紡織復(fù)合材料細(xì)觀力學(xué)分析的一般性周期性邊界條件及其有限元實(shí)現(xiàn)[J]. 張超,許希武,嚴(yán)雪. 航空學(xué)報(bào). 2013(07)
[8]瓦楞紙板串聯(lián)緩沖系統(tǒng)動力學(xué)響應(yīng)[J]. 盧富德,陶偉明,高德. 振動與沖擊. 2012(21)
[9]金屬點(diǎn)陣材料的研究進(jìn)展[J]. 曾嵩,朱榮,姜煒,蔡霄天,劉金強(qiáng). 材料導(dǎo)報(bào). 2012(05)
[10]負(fù)泊松比材料與結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究及應(yīng)用[J]. 楊智春,鄧慶田. 力學(xué)進(jìn)展. 2011(03)
博士論文
[1]多層緩沖結(jié)構(gòu)準(zhǔn)靜態(tài)壓縮和沖擊響應(yīng)分析方法及應(yīng)用[D]. 盧富德.浙江大學(xué) 2014
碩士論文
[1]矩形凸起凹凸板等效剛度的研究[D]. 趙衛(wèi)東.燕山大學(xué) 2017
[2]結(jié)構(gòu)上正交各向異性板等效剛度的探究[D]. 紀(jì)海鳳.燕山大學(xué) 2016
[3]鋼波紋管材料在公路工程中的應(yīng)用[D]. 劉百來.長安大學(xué) 2004
[4]哈密頓體系在各向異性板彎曲問題中的應(yīng)用[D]. 蘇濱.大連理工大學(xué) 2000
本文編號:2902400
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:129 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
板的理論模型
優(yōu)化設(shè)計(jì)作為一種科學(xué)設(shè)計(jì)方法,起始于 1960 年代,優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)是提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量[137-139]。優(yōu)化設(shè)計(jì)是一種在滿足約束條件要求的前提下確定最優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的技術(shù),將方案中所需要的支出如重量、費(fèi)用、體積等達(dá)到極致以獲得最優(yōu)解[140-142]。在設(shè)計(jì)方案中,涉及優(yōu)化設(shè)計(jì)的所有變量統(tǒng)稱為優(yōu)化變量,包含有設(shè)變量、狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)。其中設(shè)計(jì)變量是自變量,通過優(yōu)化自變量的值來實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì);狀態(tài)變量是因變量,當(dāng)設(shè)計(jì)變量改變時,狀態(tài)變量是限制設(shè)計(jì)變量的約束;目標(biāo)函數(shù)是優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的,在單變量優(yōu)化分析中,只可以設(shè)置一個正數(shù)值為目標(biāo)函數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用過程中可根據(jù)具體問題的分析來具體操作。在工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化范疇,結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要分為尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、拓?fù)鋬?yōu)化三種[143]。(1) 尺寸優(yōu)化。尺寸優(yōu)化是一種細(xì)節(jié)優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法,尺寸形變作為最基本的計(jì)參數(shù),在保證零件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和整體性能目標(biāo)不變的前提下,對截面面積、板殼幾何結(jié)構(gòu)尺寸以及復(fù)合材料的層合厚度、材料的方向角度等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,如圖 1所示。
233 34 35 36244 45 55255 56612121212z z yz z zx z yz yz zx yz zx xz a a a aa a aa aa 體積 ω 進(jìn)行積分得到整個物體的應(yīng)變勢能:V Vd 內(nèi)部構(gòu)造是對稱的,那么這個物體的彈性也是對稱一點(diǎn)出現(xiàn)有對稱的方向,在這些方向上的彈性都是點(diǎn)對一個平面的對稱方向就彈性而言是等效的,那,垂直于彈性對稱面的方向稱為彈性體的一個彈性
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]波形鋼板剪力墻抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 王威,張龍旭,蘇三慶,高敬宇,李艷超,李元剛. 建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào). 2018(05)
[2]扁球殼在熱-機(jī)械荷載作用下的穩(wěn)定性分析[J]. 趙偉東,高士武,馬宏偉. 應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2017(10)
[3]波形鋼板在公路超淺埋隧道的應(yīng)用研究[J]. 宋飛. 公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版). 2017(06)
[4]正弦波紋板第二主剛度的數(shù)值擬合[J]. 常福清,和夢欣,張暉輝. 科技通報(bào). 2017(01)
[5]輕質(zhì)板殼結(jié)構(gòu)振動與聲學(xué)耦合特性的理論及實(shí)驗(yàn)研究[J]. 辛鋒先,盧天健. 應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2014(06)
[6]波紋板的隔聲特性研究[J]. 劉生江,謝石林,張希農(nóng). 噪聲與振動控制. 2013(03)
[7]紡織復(fù)合材料細(xì)觀力學(xué)分析的一般性周期性邊界條件及其有限元實(shí)現(xiàn)[J]. 張超,許希武,嚴(yán)雪. 航空學(xué)報(bào). 2013(07)
[8]瓦楞紙板串聯(lián)緩沖系統(tǒng)動力學(xué)響應(yīng)[J]. 盧富德,陶偉明,高德. 振動與沖擊. 2012(21)
[9]金屬點(diǎn)陣材料的研究進(jìn)展[J]. 曾嵩,朱榮,姜煒,蔡霄天,劉金強(qiáng). 材料導(dǎo)報(bào). 2012(05)
[10]負(fù)泊松比材料與結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能研究及應(yīng)用[J]. 楊智春,鄧慶田. 力學(xué)進(jìn)展. 2011(03)
博士論文
[1]多層緩沖結(jié)構(gòu)準(zhǔn)靜態(tài)壓縮和沖擊響應(yīng)分析方法及應(yīng)用[D]. 盧富德.浙江大學(xué) 2014
碩士論文
[1]矩形凸起凹凸板等效剛度的研究[D]. 趙衛(wèi)東.燕山大學(xué) 2017
[2]結(jié)構(gòu)上正交各向異性板等效剛度的探究[D]. 紀(jì)海鳳.燕山大學(xué) 2016
[3]鋼波紋管材料在公路工程中的應(yīng)用[D]. 劉百來.長安大學(xué) 2004
[4]哈密頓體系在各向異性板彎曲問題中的應(yīng)用[D]. 蘇濱.大連理工大學(xué) 2000
本文編號:2902400
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