褶皺變形是柔性薄膜結(jié)構(gòu)的一種常見(jiàn)的失穩(wěn)模式,其數(shù)值模擬具有挑戰(zhàn)性�；谶B續(xù)體和張力場(chǎng)理論,提出了一種適用于充氣薄膜結(jié)構(gòu)褶皺分析的互補(bǔ)共旋有限元方法。采用共旋坐標(biāo)法,將物體的大變形分解為結(jié)構(gòu)整體坐標(biāo)系下的剛體運(yùn)動(dòng)和單元局部坐標(biāo)系下小應(yīng)變變形,推導(dǎo)了一個(gè)空間三節(jié)點(diǎn)三角形膜單元的切線(xiàn)剛度矩陣。該剛度矩陣包含材料剛度、旋轉(zhuǎn)剛度和平衡投影剛度矩陣三個(gè)部分,涵蓋了隨動(dòng)載荷對(duì)單元?jiǎng)偠鹊挠绊�。在單元局部坐�?biāo)系下,依據(jù)雙模量材料本構(gòu)關(guān)系構(gòu)造了一個(gè)褶皺模型,能夠判斷單元處于"張緊""褶皺"或"松弛"狀態(tài)。進(jìn)一步通過(guò)建立等價(jià)的線(xiàn)性互補(bǔ)問(wèn)題,消除了迭代求解過(guò)程中的內(nèi)力振蕩,改善了算法的穩(wěn)定性。數(shù)值算例表明:該文方法能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)充氣薄膜結(jié)構(gòu)的位移、應(yīng)力以及褶皺區(qū)域。較之已有的"擬動(dòng)態(tài)"和"懲罰"方法,該方法不需要引入額外的求解技術(shù)來(lái)保證收斂,具有良好的穩(wěn)定性。 

【文章來(lái)源】：工程力學(xué). 2020,37(08)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)


本文編號(hào)：3354461