薄壁加筋圓柱殼是非常重要的工程結(jié)構(gòu)元件,在諸如船舶與海洋工程、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,其靜動力屈曲問題已經(jīng)成為固體力學(xué)領(lǐng)域的重要研究課題。本文主要研究薄壁加筋圓柱殼靜力穩(wěn)定性特性,以及靜動載荷聯(lián)合加載下薄壁加筋圓柱殼動力屈曲特性。對于薄壁加筋圓柱殼靜力穩(wěn)定性特性研究,首先采用弧長法和阻尼因子法,建立計及結(jié)構(gòu)初始幾何缺陷的非線性靜力屈曲模型,其中采用一致組合模態(tài)幅值缺陷分布和單一模態(tài)缺陷分布兩種初始幾何缺陷模型考慮結(jié)構(gòu)初始幾何缺陷。然后,基于上述方法和模型,系統(tǒng)探討缺陷形狀、幅值對網(wǎng)格加筋圓柱殼軸壓及徑壓穩(wěn)定性影響,數(shù)值結(jié)果表明,就網(wǎng)格加筋圓柱殼軸壓屈曲載荷對初始幾何缺陷形狀和幅值的敏感程度而言,前者要小于后者,而就網(wǎng)格加筋圓柱殼徑壓屈曲載荷對初始幾何缺陷形狀和幅值的敏感程度而言,前者要大于后者,取一階特征屈曲模態(tài)作為設(shè)計缺陷形狀對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性很不利,但其并非是對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性最不利的缺陷形狀;相對于低階特征屈曲模態(tài),取高階特征屈曲模態(tài)作為設(shè)計缺陷形狀對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更有利。最后,針對網(wǎng)格加筋圓柱殼軸壓與徑壓聯(lián)合加載靜力穩(wěn)定性,探討預(yù)加軸壓對結(jié)構(gòu)徑壓屈曲特性影響,結(jié)論如下:隨著預(yù)加軸壓的增... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１雙層殼體潛艇內(nèi)部加筋結(jié)構(gòu)圖１．２航天飛機外貯箱艙段及內(nèi)部加??（來自互聯(lián)網(wǎng)）

可由下式（２－６）確定：??＾＾｛（＾），（？，（，），－．＋＾；－，｝＞〇［４８１，采用切平面法求得該增量步后續(xù)迭代中ＬＰＦ增量Ａ々（ｊ２２）Ｗｌ。??基于結(jié)構(gòu)前一個構(gòu)形時的結(jié)構(gòu)切線剛度乂１和載荷增量Ａ／ｌ，１／。來計算結(jié)Ａ＂，１，利用Ａ＂，１將結(jié)構(gòu)的構(gòu)形更新為％１，然后雉于＂）形成新的剛度尺／，內(nèi)部作用力，得到迭代殘差力（Ｆｏｒｃｅ?Ｒｅｓｉｄｕａｌ）?Ｒｅ），如果Ｒｅ）大于程序，則迭代過程繼續(xù)。第２次迭代采用前面迭代結(jié)束時計算得到的剛度／共同來確定另－個位移修正值Ａ？，２，獲得新的殘差力Ｒｅ，２。依次迭收斂條件［５６］，找到新的收斂點。然后進入下－？個載荷增量步，進行新－？需要注意的是，對于加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)來說，如果加筋數(shù)０較少或屈曲波，則結(jié)構(gòu)會首先產(chǎn)生筋間局部失穩(wěn)，此時結(jié)構(gòu)并沒有完全喪失承載能力載，直到整體屈曲現(xiàn)象發(fā)生。因此對于發(fā)生先于整體屈曲的板格凹陷或屈曲特征的加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)來說，采⑴該方法會嚴重低估結(jié)構(gòu)的極限承個??．

?（２－８）??其中，ｒｖｆ為虛擬質(zhì)量矩陣，ｃ為人為引入阻尼因子，ｌ）為節(jié)點速度矢量。??阻尼因子法采用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ迭代技術(shù)，如圖２．２所示。對比兩種載荷－位移平??衡路徑搜索過程，可知阻尼因子法和弧長法的主要區(qū)別在于二者載荷增量步中迭代路徑??的不同，弧長法中每一增量步迭代路徑為一近似圓弧，而阻尼因子法迭代路徑為一平行??直線。相對于修正Ｒｉｋｓ法，阻尼因子法適用性較廣，可以分析結(jié)構(gòu)的局部屈曲特征，如??加筋結(jié)構(gòu)中板格屈曲、筋條側(cè)傾等。但對于一些物理意義上不穩(wěn)定的非線性靜力分析，??該方法可能會使正切剛度矩陣變?yōu)榻抵染仃�，�?dǎo)致嚴重的收斂問題［５５］。??載荷ｐ?ｋ?Ｋ＇－／?＇??／?Ｃ?＾迭代路徑??Ｐ＿＿??１?７?／＾?＼ｖｌ??新．個收斂點??／?＿＿—？前？個收斂點??Ｐ，－Ｌｌ?（？，－�。浚蓿欤�??Ｉ?ＡａＪ?Ａ；；：?ｈｉｉ］?Ｖ／ｊ??／??位移Ｗ??圖２．２阻尼因子法中Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ迭代求解過程??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]網(wǎng)格加筋圓柱殼軸壓穩(wěn)定性分析[J]. 楊蓉,馬斌捷,吳兵,杜珺,白鷺,毛麗娜,張明利.  強度與環(huán)境. 2016(04)
[2]薄壁加筋圓柱殼后屈曲分析方法研究[J]. 李慶亞,譚福穎,喬玲,董萼良,費慶國.  固體火箭技術(shù). 2015(04)
[3]水下爆炸載荷作用下環(huán)肋加筋圓柱殼結(jié)構(gòu)的彈塑性動力屈曲[J]. 袁建紅,朱錫,張振華.  爆炸與沖擊. 2012(06)
[4]基于ABAQUS/Explicit的樁腿耦合緩沖器準靜態(tài)分析[J]. 夏天,張世聯(lián),鄭軼刊,彭大煒.  海洋工程. 2011(02)
[5]45鋼的J-C損傷失效參量研究[J]. 陳剛,陳忠富,徐偉芳,陳勇梅,黃西成.  爆炸與沖擊. 2007(02)
[6]水下爆炸載荷作用下受損加肋圓柱殼的剩余屈曲強度計算[J]. 馮剛,朱錫,張振華.  海軍工程大學(xué)學(xué)報. 2004(04)
[7]復(fù)雜載荷作用下圓柱殼的彈塑性動力屈曲研究[J]. 劉理,劉土光,張濤,李天勻.  爆炸與沖擊. 2002(02)
[8]環(huán)向加筋圓柱殼軸向彈塑性動力屈曲[J]. 江松青,李永池,王紅五,陳正翔.  振動與沖擊. 2001(04)
[9]靜力預(yù)加載環(huán)向加筋圓柱殼的軸向流-固沖擊屈曲[J]. 江松青,李永池,胡秀章,鄭際嘉.  固體力學(xué)學(xué)報. 2000(03)
[10]結(jié)構(gòu)沖擊屈曲準則討論[J]. 嚴東晉,宋啟根.  工程力學(xué). 1997(04)

博士論文
[1]面向新一代運載火箭的網(wǎng)格加筋柱殼結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 郝鵬.大連理工大學(xué) 2013
[2]加筋圓柱殼在水下爆炸載荷作用下的動力響應(yīng)及動力屈曲[D]. 余曉菲.華中科技大學(xué) 2007



本文編號：3377072