本文關(guān)鍵詞：彎剪載荷下薄壁梁屈曲與后屈曲的結(jié)構(gòu)參數(shù)化研究

  更多相關(guān)文章： 薄壁梁 開孔 有限元 屈曲 極限承載 參數(shù)化分析

【摘要】：鋁合金加筋薄壁梁是飛機結(jié)構(gòu)的主要承力構(gòu)件,其靜力破壞形式主要是由于結(jié)構(gòu)發(fā)生屈曲失穩(wěn)造成的。薄壁梁發(fā)生失穩(wěn)后依然能夠繼續(xù)承載,在考慮復雜的幾何非線性與材料非線性相互作用的情況下,探求薄壁梁屈曲后的剩余強度,解析求解很難實現(xiàn);薄壁梁的結(jié)構(gòu)形式往往復雜多變,可能存在結(jié)構(gòu)整體破壞之前先發(fā)生局部屈曲破壞,導致構(gòu)件失去承載能力,進一步增加了屈曲問題的復雜性;另外,實際影響薄壁梁屈曲承載特性的因素很多,例如外界約束條件、幾何參數(shù)、開孔加筋等,故進行合理的力學建模也面臨諸多挑戰(zhàn)。因此,薄壁梁結(jié)構(gòu)屈曲承載特性研究一直是結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的重要研究方向。本文結(jié)合實際工程技術(shù)需求,綜合解析法、有限元法與試驗法進行了某典型高強鋁合金加筋薄壁槽形梁的彎剪承載特性研究,旨在深入地探索薄壁梁承載機理,為實際工程結(jié)構(gòu)設計提供理論指導,主要工作包括以下內(nèi)容:本文以某金屬機翼大梁彎剪試驗為背景,首先進行了對薄壁梁結(jié)構(gòu)的彈性屈曲分析。對原試驗中高強鋁合金加筋薄壁梁進行力學建模,通過有限元線性屈曲分析,得到了薄壁梁在彎剪載荷作用下的臨界屈曲載荷、屈曲模態(tài)以及發(fā)生失穩(wěn)時的應力應變分布,所得數(shù)據(jù)可為屈曲后極限強度的分析提供參考。其次進行了薄壁梁結(jié)構(gòu)的后屈曲非線性分析。在考慮材料非線性和幾何非線性的基礎上,研究了原試驗件梁腹板開孔對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及承載能力的影響,并且考慮到工程中影響薄壁梁穩(wěn)定性及強度問題的因素很多,因此本文還針對以下幾種幾何參數(shù):翼緣寬厚比、加勁肋分布、開孔位置、開孔大小、開孔形狀等進行了參數(shù)化分析,得到了這些幾何參數(shù)對梁結(jié)構(gòu)極限承載力的影響律,并對部分參數(shù)進行了曲線擬合,為工程實踐中薄壁梁的設計提供參考。
【關(guān)鍵詞】：薄壁梁 開孔 有限元 屈曲 極限承載 參數(shù)化分析
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V214.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 課題來源及研究的目的和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-16
• 1.2.1 薄壁梁屈曲承載特性研究9-14
• 1.2.2 開孔薄壁梁結(jié)構(gòu)強度的參數(shù)化分析14-16
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 薄壁結(jié)構(gòu)屈曲和后屈曲理論18-22
• 2.1 引言18
• 2.2 薄板結(jié)構(gòu)失穩(wěn)準則18-20
• 2.2.1 靜力學準則18-19
• 2.2.2 能量法準則19-20
• 2.3 薄壁梁結(jié)構(gòu)破壞相關(guān)理論20-22
• 2.3.1 彈塑性變形20-21
• 2.3.2 極限載荷法21-22
• 第3章 薄壁梁彎剪承載特性線性仿真分析22-38
• 3.1 線性屈曲問題—特征值法22-26
• 3.1.1 特征值法的基本原理22-23
• 3.1.2 單元剛度矩陣23-24
• 3.1.3 兩種常見載荷下薄壁結(jié)構(gòu)的彈性屈曲24-26
• 3.2 薄壁梁彎剪承載線彈性建模分析26-37
• 3.2.1 薄壁梁彎剪承載屈曲分析模型27-29
• 3.2.2 有限元線性屈曲分析結(jié)果29-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第4章 薄壁梁彎剪承載特性非線性仿真分析38-56
• 4.1 薄壁梁后屈曲有限元理論38-44
• 4.1.1 材料非線性38-40
• 4.1.2 幾何非線性40
• 4.1.3 弧長法40-44
• 4.2 薄壁梁彎剪承載非線性建模分析44-55
• 4.2.1 薄壁梁彎剪承載后屈曲分析模型44
• 4.2.2 有限元非線性分析結(jié)果44-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-58
• 參考文獻58-62
• 致謝62

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 楊驍,程昌鈞;開孔薄板的變分原理及屈曲和過屈曲分析的有限元方法[J];力學學報;1991年02期

2 張國凡;段世慧;吳存利;;基于有限元的加筋板結(jié)構(gòu)后屈曲分析方法研究[J];強度與環(huán)境;2013年02期

3 何�？�,趙桂萍;冷彎薄壁卷邊槽鋼開孔腹板屈曲性能分析[J];西安建筑科技大學學報(自然科學版);1989年01期

，

本文編號：666773