【摘要】：研究目的:建立一種適用于理想膜結(jié)構(gòu)可進(jìn)行高精度褶皺形變模擬的穩(wěn)定可靠的數(shù)值分析技術(shù)及方法。創(chuàng)新要點(diǎn):根據(jù)薄殼理論,在向量式混合質(zhì)點(diǎn)單元方法(VFPEM)薄膜計(jì)算理論的基礎(chǔ)上,引入彎曲內(nèi)力分析模型并與其進(jìn)行組合,發(fā)展了一種能夠描述膜材面外變形的新型非線性薄殼計(jì)算理論,同時給出了將其應(yīng)用于褶皺形變模擬的關(guān)鍵求解技術(shù)。研究方法:1.針對薄殼計(jì)算模型中的彎曲內(nèi)力,利用移動基礎(chǔ)架構(gòu)和逆向剛體運(yùn)動的概念扣除剛體轉(zhuǎn)動,在只含有節(jié)點(diǎn)獨(dú)立轉(zhuǎn)動自由度的單元變形坐標(biāo)系下根據(jù)虛功原理和平衡條件進(jìn)行計(jì)算;2.借助于薄殼非線性屈曲模擬方法,引入合理的初始擾動作為誘發(fā)理想平面膜材中形成褶皺的有效機(jī)制;3.采用擬動力顯式數(shù)值積分技術(shù)求解質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方程,通過追蹤質(zhì)點(diǎn)平衡位置來獲得穩(wěn)態(tài)的褶皺構(gòu)形。重要結(jié)論:采用本文模型和方法可以模擬薄膜結(jié)構(gòu)在面內(nèi)荷載作用下褶皺的分布模式、具體構(gòu)形信息及應(yīng)力狀態(tài),計(jì)算過程不存在收斂性困難,結(jié)果準(zhǔn)確。
[Abstract]:Objective: to establish a stable and reliable numerical analysis method which can be used to simulate high precision folding deformation of ideal membrane structure. Innovation points: based on the theory of thin shell and (VFPEM) film calculation theory of vector mixed particle element method, the bending internal force analysis model is introduced and combined with it. In this paper, a new nonlinear thin shell theory is developed to describe the out-of-plane deformation of membrane material, and the key solution technique for the simulation of fold deformation is given. Methods: 1. For the bending internal force in the thin shell calculation model, the concept of moving infrastructure and inverse rigid body motion is used to deduct rigid body rotation. Based on the principle of virtual work and equilibrium condition, the element deformation coordinate system with only independent rotational degrees of freedom of nodes is calculated. 2. By means of nonlinear buckling simulation of thin shell, reasonable initial disturbance is introduced as an effective mechanism to induce fold formation in ideal planar membrane material. The quasi dynamic explicit numerical integration technique is used to solve the equation of motion of a particle and the steady state fold configuration is obtained by tracing the equilibrium position of the particle. Important conclusion: the model and method in this paper can be used to simulate the distribution pattern of fold under in-plane load, the specific configuration information and stress state. The calculation process is not difficult to converge, and the results are accurate.
【作者單位】： Space
【基金】：Project supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.51025858 and 51178415)
【分類號】：TU33;TU383

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2370907