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热载荷作用下S型功能梯度铝-氧化锆复合梁的非线性力学行为
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作者 马连生 甘勇天 《应用力学学报》 北大核心 2025年第2期378-387,共10页
研究了热载荷作用下对称和非对称S型功能梯度(sigmoid functionally graded materials,S-FGM)梁的过屈曲和弯曲问题,并通过计算结果,分析了两类S型功能梯度梁之间以及S型功能梯度梁与普通功能梯度梁之间力学行为的差异。设梁材料组份沿... 研究了热载荷作用下对称和非对称S型功能梯度(sigmoid functionally graded materials,S-FGM)梁的过屈曲和弯曲问题,并通过计算结果,分析了两类S型功能梯度梁之间以及S型功能梯度梁与普通功能梯度梁之间力学行为的差异。设梁材料组份沿厚度方向的分布满足sigmoid律,而梁厚度方向上的温度变化用一维热传导方程进行描述且满足sigmoid律。首先利用能量原理推导了功能梯度梁的平衡方程和边界条件;然后利用打靶法对不同边界条件下S-FGM梁的平衡路径进行了数值求解,基于数值结果探究了边界条件、组分材料的分布形式以及外载荷等因素对S-FGM梁力学行为的影响。结果表明:热载荷作用下两端固定夹紧对称和非对称S-FGM梁均发生分支屈曲,而两端固定简支S-FGM梁则是热弯曲(均匀热载荷下对称分布梁除外);梯度指数和上下表面温升比对S-FGM梁的弯曲、屈曲和过屈曲行为有重要影响,而梯度指数和上下表面温升比对两类夹紧S-FGM梁屈曲和过屈曲行为的影响有明显的不同。 展开更多
关键词 -氧化锆复合材料 热载荷 打靶法 弯曲 过屈曲
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复合材料单筋板在轴压下失效后材料性能退化方法
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作者 袁菲 李新祥 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第9期3931-3937,共7页
复合材料在航空航天等工程中应用非常广泛,对其材料结构的损伤累计及失效规律等力学行为进行分析研究,具有重大的工程价值。为了预测复合材料加筋壁板在压缩工况下的强度及损伤扩展,以压缩载荷下帽型单筋板为例,分别采用了1种瞬时刚度... 复合材料在航空航天等工程中应用非常广泛,对其材料结构的损伤累计及失效规律等力学行为进行分析研究,具有重大的工程价值。为了预测复合材料加筋壁板在压缩工况下的强度及损伤扩展,以压缩载荷下帽型单筋板为例,分别采用了1种瞬时刚度退化和3种连续刚度退化模型进行分析对比,通过对单元中材料点的刚度折减,模拟了复合材料损伤演化的过程,并将试验结果与分析结果相对比。对比结果表明:4种损伤退化模型均可较为准确地预测压缩工况下加筋壁板的承载能力以及损伤范围;与其他模型相比,连续损伤退化模型中的常数型模型精度最高。研究结果为复合材料加筋壁板的力学性能研究提供了理论指导。 展开更多
关键词 复合材料 渐进破坏 非线性衰减 加筋壁板 后屈曲
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薄壁结构局部-整体相关屈曲研究现状 被引量:7
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作者 任伟新 曾庆元 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1993年第3期407-414,共8页
薄壁结构因屈曲而丧失承载能力的现象日益突出,局部屈曲与总体屈曲的相互作用成为必须考虑的问题。本文综述了薄壁结构局部-整体相关屈曲研究若干重要方面的理论发展和现状,并试图对进一步研究提出建议。
关键词 局部屈曲 总体屈曲 屈曲 薄壁结构
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钢板剪力墙的弹-塑性抗剪承载力分析 被引量:6
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作者 邵建华 顾强 申永康 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期537-541,共5页
利用板条模型合理地模拟了钢板由弹性屈曲到屈曲后板条端部初始屈服,再到钢板大面积充分形成拉力带屈服的全过程.先分别考虑钢板和框架的单独作用,然后再考虑钢板和框架的组合,得到了钢板剪力墙的剪力-位移关系曲线,并给出了钢板和框架... 利用板条模型合理地模拟了钢板由弹性屈曲到屈曲后板条端部初始屈服,再到钢板大面积充分形成拉力带屈服的全过程.先分别考虑钢板和框架的单独作用,然后再考虑钢板和框架的组合,得到了钢板剪力墙的剪力-位移关系曲线,并给出了钢板和框架在各个不同受力阶段的剪力和位移计算公式,最后通过算例验证了公式的有效性. 展开更多
关键词 钢板剪力墙 弹性剪切屈曲 屈曲后剪切强度 剪力-位移关系
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复合材料曲面帽形加筋壁板在内压-轴压联合载荷下的屈曲及承载性能 被引量:10
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作者 汪厚冰 李新祥 +2 位作者 魏景超 雷安民 成李南 《航空制造技术》 2020年第18期55-64,81,共11页
为研究碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)曲面帽形加筋壁板在内压-轴压联合载荷下的屈曲及承载性能,对7长桁、4框的复合材料曲面帽形加筋壁板进行了试验研究。结果表明,内压能提高复合材料曲面帽形加筋壁板轴压屈曲载荷,联合载荷试验中加... 为研究碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)曲面帽形加筋壁板在内压-轴压联合载荷下的屈曲及承载性能,对7长桁、4框的复合材料曲面帽形加筋壁板进行了试验研究。结果表明,内压能提高复合材料曲面帽形加筋壁板轴压屈曲载荷,联合载荷试验中加筋壁板破坏前无屈曲。以复合材料扁壳线性稳定性理论为基础,采用瑞利-里兹法和Kirchhoff假设得到了复合材料曲面加筋壁板在侧压、轴压、内压-轴压联合情况下的屈曲载荷解析表达式,并针对复合材料曲面帽形加筋壁板的结构特点和破坏模式提出一种在内压-轴压联合载荷下轴压破坏载荷的工程估算方法。将解析表达式和工程估算方法的计算结果与试验结果进行了对比,结果表明,解析表达式和工程估算方法与试验结果吻合,表明轴压、内压-轴压联合情况下的屈曲载荷解析表达式能用于屈曲载荷的预测,工程估算方法结构形式简洁,便于在复合材料曲面加筋壁板的设计中应用。 展开更多
关键词 复合材料 帽形加筋壁板 联合载荷 屈曲 后屈曲 瑞利-里兹法
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船体结构中受压矩形板计及残余应力影响的平均应力-平均应变曲线 被引量:5
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作者 胡毓仁 孙久龙 《上海交通大学学报》 CSCD 北大核心 2000年第1期99-103,共5页
在用简化方法计算船体的总纵极限弯矩时,需要掌握四周支承在骨架上的矩形板包括后屈曲及后崩溃阶段非线性性能在内的完整的平均应力-平均应变关系.采用Gordo和GuedesSoares提出的利用经验公式的方法导出了受压矩形板的平均应力-平均应... 在用简化方法计算船体的总纵极限弯矩时,需要掌握四周支承在骨架上的矩形板包括后屈曲及后崩溃阶段非线性性能在内的完整的平均应力-平均应变关系.采用Gordo和GuedesSoares提出的利用经验公式的方法导出了受压矩形板的平均应力-平均应变关系,着重讨论了焊接残余应力的影响,在分析板受压时各阶段板内应力分布的基础上。 展开更多
关键词 船体结构 残余应力 极限强度 应力应变曲线
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后屈曲张拉整体超材料的建模和优化设计
7
作者 张泽轩 张亮 +1 位作者 葛艺芃 章俊 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第4期1-11,共11页
如何在获得低频带隙的同时实现较高的负载能力是超材料设计中值得关注的问题。通过利用杆件的后屈曲变形,提出了一种新型张拉整体超材料。后屈曲的引入使结构刚度发生软化,在有较高承载能力的同时,实现了低频隔振功能。利用椭圆积分法... 如何在获得低频带隙的同时实现较高的负载能力是超材料设计中值得关注的问题。通过利用杆件的后屈曲变形,提出了一种新型张拉整体超材料。后屈曲的引入使结构刚度发生软化,在有较高承载能力的同时,实现了低频隔振功能。利用椭圆积分法计算杆件后屈曲变形可以快速得到张拉整体单元的刚度。结合弹簧-质量双原子链模型,在周期性边界条件下利用Bloch定理对带隙进行计算。为了平衡带隙和负载能力,通过基于数据驱动的双目标优化方法获得了极限载荷和带隙下限的帕累托边界。经过优化设计后的超材料带隙频率可以低至3 Hz,承载能力超过100 N。与其他低频隔振超材料相比,在相同带隙频率下可以将极限承载能力提高3.6倍以上。 展开更多
关键词 后屈曲变形 张拉整体超材料 带隙下限 极限载荷 多目标优化
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固支-简支弹性杆的热过屈曲 被引量:2
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作者 李世荣 《甘肃工业大学学报》 1999年第3期108-112,共5页
基于轴线可伸长细杆的几何非线性理论,建立了一端固定夹紧另一端固定简支的均匀加热直杆热弹性过屈曲行为的精确数学模型.这是一个包含杆轴线弧长在内的多未知函数的强非线性一阶常微分方程两点边值问题.采用打靶法和解析延拓法直接... 基于轴线可伸长细杆的几何非线性理论,建立了一端固定夹紧另一端固定简支的均匀加热直杆热弹性过屈曲行为的精确数学模型.这是一个包含杆轴线弧长在内的多未知函数的强非线性一阶常微分方程两点边值问题.采用打靶法和解析延拓法直接数值求解上述非线性边值问题,获得了杆的热过屈曲状态解,给出了具有不同长细比杆的热过屈曲平衡路径. 展开更多
关键词 弹性直杆 热过屈曲 数值解 固支-简介
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钛基复合材料SPF/DB加筋壁板高温屈曲行为研究
9
作者 王钧仡 王富鑫 +2 位作者 付明杰 乔虹 张书铭 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第5期103-111,共9页
针对TiB_(w)/TA15耐高温钛基复合材料加筋壁板,建立了其有限元数值模型,并进行了试验验证,使用特征值屈曲分析和弧长法研究了超塑成形/扩散连接(SPF/DB)加筋壁板在高温轴压环境下的屈曲模态、载荷以及后屈曲行为。结果表明,随着筋条宽... 针对TiB_(w)/TA15耐高温钛基复合材料加筋壁板,建立了其有限元数值模型,并进行了试验验证,使用特征值屈曲分析和弧长法研究了超塑成形/扩散连接(SPF/DB)加筋壁板在高温轴压环境下的屈曲模态、载荷以及后屈曲行为。结果表明,随着筋条宽度和筋条数量的变化,结构呈现出蒙皮局部屈曲、蒙皮整体屈曲以及结构整体屈曲3种不同的屈曲模式。随着温度的升高,不同屈曲模态对应的屈曲载荷F_(cr)均下降较为明显。使用钛基复合材料加筋壁板结构的屈曲载荷F_(cr)和破坏载荷F_(p)均显著高于TC4钛合金。 展开更多
关键词 SPF/DB加筋壁板 TiB_(w)/TA15 特征值屈曲 弧长法 屈曲模态 后屈曲行为
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后屈曲复合材料加筋板筋条-蒙皮界面失效表征 被引量:5
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作者 胡波涛 柴亚南 +1 位作者 陈向明 魏景超 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1473-1479,共7页
针对后屈曲复合材料加筋板筋条-蒙皮界面失效,进行了基于六点弯试验的失效表征研究。在商业有限元软件Abaqus中建立加筋板轴压以及六点弯试验的有限元模型,采用Cohesive单元和子模型法,对轴压后屈曲和六点弯试验的筋条-蒙皮界面失效起... 针对后屈曲复合材料加筋板筋条-蒙皮界面失效,进行了基于六点弯试验的失效表征研究。在商业有限元软件Abaqus中建立加筋板轴压以及六点弯试验的有限元模型,采用Cohesive单元和子模型法,对轴压后屈曲和六点弯试验的筋条-蒙皮界面失效起始位置、失效模式及内力分布进行了对比分析。基于有限元结果,还推导了界面控制内力的计算方法,给出了界面脱粘的失效表征方程和失效包线。计算结果表明,六点弯试验可有效表征后屈曲复合材料加筋板的界面失效。 展开更多
关键词 复合材料 加筋板 后屈曲 六点弯 失效表征
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含黏弹性夹芯FG-GRC后屈曲梁的低速冲击响应 被引量:1
11
作者 金其多 任毅如 +1 位作者 胡绚 蒋宏勇 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期194-204,共11页
研究了含黏弹性夹芯的功能梯度石墨烯增强复合材料(functionally graded graphene reinforced composite,FG-GRC)后屈曲梁在低速跌落冲击下的跳跃振荡行为.采用修正Halpin-Tsai细观模型预测FG-GRC的材料宏观属性.使用赫兹点接触模型确... 研究了含黏弹性夹芯的功能梯度石墨烯增强复合材料(functionally graded graphene reinforced composite,FG-GRC)后屈曲梁在低速跌落冲击下的跳跃振荡行为.采用修正Halpin-Tsai细观模型预测FG-GRC的材料宏观属性.使用赫兹点接触模型确定冲击器和梁之间的接触力.提出了考虑轴向预应力的复合材料层本构关系和阻尼层的Kelvin型黏弹性本构.通过一种广义高阶剪切变形锯齿梁模型建立夹芯梁的非线性位移场.基于Hamilton能量变分原理,推导了动力学控制方程组.通过两步分析,首先获得弹性后屈曲平衡路径作为冲击问题的初始状态.随后,结合四阶龙格库塔法,拓展了两步摄动−伽辽金法计算接触力的时程曲线以及后屈曲梁的位移时程曲线.研究了后屈曲梁在单次和两次撞击下双稳态大幅振荡过程的动力学特征.讨论了轴向载荷、冲击速度、黏弹性阻尼特性、冲击器材料等因素对于碰撞接触力以及后屈曲梁动力响应的影响规律.结果表明,接触力仅对冲击速度较为敏感,一定的结构碰撞参数设计可以在接触力变化不大的情况下,使得后屈曲梁由单势能阱运动转变为双阱大幅振荡. 展开更多
关键词 低速冲击 后屈曲梁 FG-GRC 跳跃振荡 黏弹性
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Euler-Bernoulli梁的高阶二次摄动解及收敛性讨论 被引量:2
12
作者 张大光 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2019年第6期620-629,共10页
首次用解析的方式给出了Euler-Bernoulli梁后屈曲与非线性弯曲问题的高阶二次摄动解答.假定梁的中线不可伸长,用精确曲率公式与能量变分原理导出了非线性Euler-Bernoulli梁的模型.通过与精确解或高阶摄动解的比较,讨论了二次摄动解答的... 首次用解析的方式给出了Euler-Bernoulli梁后屈曲与非线性弯曲问题的高阶二次摄动解答.假定梁的中线不可伸长,用精确曲率公式与能量变分原理导出了非线性Euler-Bernoulli梁的模型.通过与精确解或高阶摄动解的比较,讨论了二次摄动解答的收敛性及适用域.得到主要结论如下:低阶摄动解适用于描述梁的初始后屈曲阶段及初始非线性弯曲阶段;更高阶次的摄动解适用于描述梁的深度后屈曲以及深度非线性弯曲.从这个意义上去说,该文不仅仅指出某些文献上的部分结果不精确是由于摄动解答超出了其特定的适用域,并且还进一步发展与完善了二次摄动法. 展开更多
关键词 二次摄动方法 高阶摄动解 后屈曲 非线性弯曲
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玻/碳混杂纤维复合材料加筋板的屈曲和后屈曲分析 被引量:1
13
作者 孙双双 王修刚 王强强 《复合材料科学与工程》 北大核心 2024年第11期22-33,共12页
对玻/碳混杂纤维复合材料加筋板进行了研究,借助有限元软件ABAQUS对加筋板的屈曲载荷和极限承载能力进行了计算,讨论了筋条截面形式、筋条数量、筋条尺寸对复合材料加筋板屈曲载荷的影响,研究了后屈曲阶段结构的载荷-位移曲线以及损伤... 对玻/碳混杂纤维复合材料加筋板进行了研究,借助有限元软件ABAQUS对加筋板的屈曲载荷和极限承载能力进行了计算,讨论了筋条截面形式、筋条数量、筋条尺寸对复合材料加筋板屈曲载荷的影响,研究了后屈曲阶段结构的载荷-位移曲线以及损伤失效模式。结果表明:工字形加筋方式优于J形和T形加筋方式。相同的加筋方式下,玻/碳夹芯混杂纤维复合材料加筋板的抗屈曲能力优于层间混杂复合材料加筋板抗屈曲能力。三种加筋方式下,结构的屈曲载荷均随着筋条数量的增加而提高,且筋条数目为3时提升效率最大;筋条高度为10 mm时对结构抗屈曲能力的提高效率最高,上缘条宽度和下缘条宽度对屈曲载荷的影响较小。此外,后屈曲失效模式主要为基体的拉伸损伤失效和纤维的压缩损伤失效,损伤的区域和趋势主要与纤维铺设角度和铺设顺序有关。 展开更多
关键词 玻/碳混杂纤维复合材料 加筋板 屈曲 后屈曲 渐近损伤
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帽型加筋机身曲板后屈曲设计研究
14
作者 袁菲 林国伟 +1 位作者 李新祥 陈向明 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1408-1418,共11页
复合材料加筋壁板结构广泛应用于现代飞机中,此类结构在工作状态下容易发生屈曲。大量试验表明,飞机复合材料加筋薄壁结构具有可观的后屈曲承载能力。提出了含内包层和无内包层帽型加筋机身曲板设计方案,使用Abaqus计算了有内包层和无... 复合材料加筋壁板结构广泛应用于现代飞机中,此类结构在工作状态下容易发生屈曲。大量试验表明,飞机复合材料加筋薄壁结构具有可观的后屈曲承载能力。提出了含内包层和无内包层帽型加筋机身曲板设计方案,使用Abaqus计算了有内包层和无内包层两种曲板在轴压载荷、纯剪切载荷、压剪复合载荷下的屈曲载荷、承载能力以及破坏模式。模型中使用蔡-吴准则作为复合材料的失效判据,损伤演化采用子程序Usdfld实现。分析发现,帽型筋条的内包层可以显著提高结构的后屈曲承载能力,延长结构的后屈曲历程。 展开更多
关键词 复合材料 机身曲板 内包层 帽型筋条 后屈曲
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张拉整体机器人杆件后屈曲驱动行走数值仿真
15
作者 张幸 蹇开林 +1 位作者 张亮 贺子刚 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期90-102,共13页
球形张拉整体机器人与传统的轮式、足式机器人相比,具有高强度质量比、缓冲性能好、地形适应力强等优点,在深空探测中有着广阔的应用前景。球形张拉整体机器人常采用绳索驱动模式,但在驱动行走过程中,过多的驱动数目给球形张拉整体机器... 球形张拉整体机器人与传统的轮式、足式机器人相比,具有高强度质量比、缓冲性能好、地形适应力强等优点,在深空探测中有着广阔的应用前景。球形张拉整体机器人常采用绳索驱动模式,但在驱动行走过程中,过多的驱动数目给球形张拉整体机器人的制造与控制带来了困难。提出了一种基于柔性杆件后屈曲变形的新型驱动模式,实现了球形张拉整体机器人行走过程的数值仿真,并对绳索驱动和杆件后屈曲驱动模式的效率进行了比较。通过椭圆积分法,求得单根杆件在后屈曲变形中的精确解。基于该理论在ADAMS中建立考虑杆件后屈曲变形、接触、摩擦的球形张拉整体机器人刚柔耦合动力学仿真模型。通过ADAMS与Simulink软件联合仿真,利用贪心搜索(greedy search)算法,确定了球形张拉整体机器人的基本步态。在Simulink软件中建立控制系统模型,实现了机器人在杆件后屈曲驱动模式下,向任意目标点的行走控制。对比传统绳索驱动,杆件后屈曲驱动模式下,机器人连续行走所需驱动器数目从18个减少到6个,行走速度提高了43.78%。研究结果为新型张拉整体机器人的设计与制造提供了理论指导。 展开更多
关键词 球形张拉整体机器人 后屈曲驱动 贪心搜索 驱动效率 行走控制 SIMULINK
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无拉力弹性地基上矩形板屈曲/后屈曲问题的辛求解方法
16
作者 熊斯浚 郑新然 +3 位作者 梁立 周超 赵岩 李锐 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期387-398,共12页
无拉力弹性地基上矩形薄板的屈曲/后屈曲问题是板壳力学中一类重要课题,在工程中有着大量应用.因涉及接触非线性,目前主要采用数值方法对该类问题进行求解,发展具有重要基准价值的解析方法是当前面临的一项挑战.针对上述问题,本文将板... 无拉力弹性地基上矩形薄板的屈曲/后屈曲问题是板壳力学中一类重要课题,在工程中有着大量应用.因涉及接触非线性,目前主要采用数值方法对该类问题进行求解,发展具有重要基准价值的解析方法是当前面临的一项挑战.针对上述问题,本文将板划分为若干包含强制边界条件的板,形成子问题,在辛空间下利用分离变量与辛本征展开对子问题进行解析求解,通过子问题边界处的连续条件确定板与地基的接触状态;通过迭代求解上述过程,获得子问题划分的收敛结果,并得到最终屈曲载荷及模态.结果表明,无拉力弹性地基与Winkler地基上板的屈曲行为存在显著差异,且无拉力弹性地基的刚度对板的屈曲载荷与屈曲模态均有重要影响.在此基础上,结合Koiter摄动法与辛方法,对无拉力弹性地基上矩形板的后屈曲问题进行求解,获得板的后屈曲平衡路径.所得到的屈曲与后屈曲分析结果均与有限元计算结果吻合良好,确认了本文结果的正确性.由于本文方法数学推导严格,求解效率高,因此不仅为研究无拉力弹性地基上矩形薄板的屈曲/后屈曲行为提供了一种有价值的理论工具,更有望拓展至更多复杂板壳力学问题的求解. 展开更多
关键词 辛方法 屈曲 后屈曲 无拉力弹性地基
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中心开孔加筋壁板压缩性能研究
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作者 杨博晗 吴富强 +1 位作者 龚凡珂 王斌 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期96-102,共7页
为了研究飞机结构中不同开孔尺寸加筋壁板在压缩载荷下的屈曲行为和后屈曲行为,本文设计了相应的试验方法和试验夹具,完成了壁板压缩试验。得到了不同开孔尺寸加筋壁板的屈曲/破坏载荷、失稳过程及破坏模式。结果表明:加筋壁板的屈曲模... 为了研究飞机结构中不同开孔尺寸加筋壁板在压缩载荷下的屈曲行为和后屈曲行为,本文设计了相应的试验方法和试验夹具,完成了壁板压缩试验。得到了不同开孔尺寸加筋壁板的屈曲/破坏载荷、失稳过程及破坏模式。结果表明:加筋壁板的屈曲模式是筋条间蒙皮和筋条外蒙皮发生相反的变形,且屈曲模态随载荷的增加发生多次跳变;加筋壁板的压缩破坏模式是在屈曲变形的基础上筋条伴有明显的变形。针对不同开孔尺寸的加筋壁板进行压缩加载有限元仿真,得到的屈曲与破坏模式和试验的吻合,屈曲/破坏载荷与试验结果的误差在4%以内,验证了有限元模型的有效性。随着开孔尺寸的增加,加筋壁板的屈服载荷先缓慢减小后快速增大;壁板的破坏载荷逐渐减小,最终结构失去后屈曲承载能力。 展开更多
关键词 加筋壁板 压缩试验 屈曲 后屈曲 有限元法
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盘扣式模板支架安全承载试验及数值模拟研究 被引量:6
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作者 白万民 李文坡 +1 位作者 张凌博 刘京红 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2528-2535,共8页
模板支架是建筑工程中一个危险性较高的分项工程,它的结构安全性直接影响着整个建筑工程的质量和安全。盘扣式模板支架以其轻质高强、适用性广、操作方便等优点成为国家大力提倡的新型模板支架。设置不同斜杆布设形式与立杆对接构建模型... 模板支架是建筑工程中一个危险性较高的分项工程,它的结构安全性直接影响着整个建筑工程的质量和安全。盘扣式模板支架以其轻质高强、适用性广、操作方便等优点成为国家大力提倡的新型模板支架。设置不同斜杆布设形式与立杆对接构建模型,进行了三种盘扣式模板支架安全承载试验并进行了有限元模拟分析。试验结果显示,斜杆布设形式为对角布置时,模板支架承载性能最好。究其原因:对角布置荷载传递路径明确,不易使架体发生水平倾倒及竖向屈曲失稳。对单元架体进行非线性的后屈曲分析,与实际的试验结果相当接近,误差都在8%以内。数值计算与试验结果的相互验证为建立正确的模板支架有限元计算模型奠定了基础,可为进一步进行实际工程项目模板支架的数值分析研究提供参考。 展开更多
关键词 安全工程 模板脚手架 数值模拟 验证试验 非线性后屈曲分析 稳定承载力
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板带弯辊矫直过程中浪屈曲模拟仿真
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作者 曹杰 朱晓宇 王效岗 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期92-98,共7页
针对金属板带辊式矫直过程中的浪变化问题,采用解析计算、数值分析与矫直实验进行研究分析。基于薄板小挠度理论建立金属板带屈曲变形的解析计算模型,引入影响系数分析金属板带平直部分对屈曲区域产生的影响,通过最小能量原理求解得到... 针对金属板带辊式矫直过程中的浪变化问题,采用解析计算、数值分析与矫直实验进行研究分析。基于薄板小挠度理论建立金属板带屈曲变形的解析计算模型,引入影响系数分析金属板带平直部分对屈曲区域产生的影响,通过最小能量原理求解得到金属板带临界屈曲载荷,采用摄动变分原理求解后屈曲路径以及模态。通过ABAQUS对金属板带屈曲过程进行仿真分析,利用实验室19辊矫直机进行实验探究。结果表明,金属板带的临界屈曲载荷随着厚度的增加而增加,后屈曲浪高随着厚度的增加而减小;金属板带临界屈曲载荷随着材料弹性模量的增加而增加;金属板带临界屈曲载荷随着中浪半波宽的增加而减少。 展开更多
关键词 中浪 后屈曲 摄动法 解析计算
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基于多线性材料硬化的向量式有限元C型薄壁型钢屈曲分析
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作者 孙子涵 陈朝晖 +1 位作者 宋春草 马文亮 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2024年第6期74-80,共7页
C型薄壁型钢在实际工程中较常见,在力的作用下容易发生屈曲失效。传统有限元法预测结构屈曲变形已经有一套较为成熟的方案,但程序较烦琐。基于向量式有限元(VFIFE)方法编制了三角形壳单元的Fortran计算程序。通过Matlab软件编写前处理... C型薄壁型钢在实际工程中较常见,在力的作用下容易发生屈曲失效。传统有限元法预测结构屈曲变形已经有一套较为成熟的方案,但程序较烦琐。基于向量式有限元(VFIFE)方法编制了三角形壳单元的Fortran计算程序。通过Matlab软件编写前处理与后处理程序,将计算结果与经典的双曲壳屈曲计算结果对比,考察其正确性。考虑几何非线性问题与材料非线性问题,引入多线性材料硬化模型,计算了不同尺寸的C型薄壁型钢在轴压荷载下的屈曲特性。根据位移-轴力曲线判断屈曲荷载,通过后处理程序绘制出屈曲发生后的变形,并与现有的试验结果对比。结果表明:引入多线性材料硬化模型的向量式有限元方法能够较好地预测结构屈曲荷载以及屈曲变形,为预测结构的屈曲变形提供一种新的、可靠参考。 展开更多
关键词 向量式有限元 结构屈曲 多线性材料硬化模型 后屈曲
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