复合材料加筋板极限压缩承载能力可靠性分析 被引量：5

1

作者 赵维涛 樊世兵 +1 位作者 刘炜华 史雪妍 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期856-862,共7页

基于Abaqus软件用户子程序,利用渐进失效分析方法对复合材料加筋板极限压缩承载能力进行预测。算例分析表明,对于加筋板1和2,本文方法给出的极限压缩强度与实验结果的误差分别为2.53%和1.68%。在结构可靠性分析过程中,为提高计算效率,... 基于Abaqus软件用户子程序,利用渐进失效分析方法对复合材料加筋板极限压缩承载能力进行预测。算例分析表明,对于加筋板1和2,本文方法给出的极限压缩强度与实验结果的误差分别为2.53%和1.68%。在结构可靠性分析过程中,为提高计算效率,利用屈曲载荷与极限压缩强度之间的关系建立功能函数,只需对极限压缩承载能力进行一次分析。对于加筋板1和2,本文方法相对经典可靠性方法的计算误差分别为-1.04%和-1.01%,计算时间仅为经典可靠性方法的1.18%和1.66%。 展开更多

关键词 结构可靠性 复合材料加筋板 极限压缩强度 渐进失效分析 屈曲

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基于等几何分析和材料场级数展开模型的简谐激励结构拓扑优化

2

作者 王培金 刘宏亮 +2 位作者 张业伟 雷振增 杨迪雄 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期864-872,共9页

考虑简谐激励的结构拓扑优化具有重要的研究意义和工程应用价值,尤其对于飞速发展的航空航天领域。为了方便优化设计结果的几何特征提取和控制,同时兼顾计算精度、效率和设计迭代稳定性,本文基于等几何分析和材料场级数展开模型发展一... 考虑简谐激励的结构拓扑优化具有重要的研究意义和工程应用价值,尤其对于飞速发展的航空航天领域。为了方便优化设计结果的几何特征提取和控制,同时兼顾计算精度、效率和设计迭代稳定性,本文基于等几何分析和材料场级数展开模型发展一套等几何优化方法用于简谐激励结构拓扑优化。由于等几何分析具有几何建模精确和跨单元高阶连续的特点,在不需要极其细密网格的情况下就可以保证响应分析和灵敏度计算的精度。通过结合材料场级数展开模型,采用降维技术大幅减少了设计参数的数量,提高了设计优化的求解效率,同时能够获得不依赖单元细分且具有清晰几何边界的优化构型。针对动力学拓扑优化可能出现的迭代振荡和不收敛问题,通过采用稳定化方案获得了稳定迭代的收敛设计解。数值算例表明,本文方法能够有效避免灰度模糊区域、锯齿形边界、单元细分依赖性和棋盘格现象等,可以高精度高效率地求解简谐激励结构拓扑优化问题。 展开更多

关键词 等几何分析 拓扑优化 简谐激励 稳定化方案 材料场级数展开模型

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复合材料层合厚板锯齿理论及有限元分析 被引量：2

3

作者 隋晓东 任晓辉 +1 位作者 秦政琪 吴振 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期39-44,共6页

对于较厚复合材料弯曲问题,已有锯齿型厚板理论最大误差超过35%。为了合理地分析较厚复合材料弯曲问题,发展了准确高效的锯齿型厚板理论。此理论位移变量个数独立于层合板层数,其面内位移不含有横向位移一阶导数,构造有限元时仅需C0插... 对于较厚复合材料弯曲问题,已有锯齿型厚板理论最大误差超过35%。为了合理地分析较厚复合材料弯曲问题,发展了准确高效的锯齿型厚板理论。此理论位移变量个数独立于层合板层数,其面内位移不含有横向位移一阶导数,构造有限元时仅需C0插值函数,故称此理论为C0型锯齿厚板理论。基于发展的锯齿理论,构造了六节点三角形单元并推导了复合材料层合/夹层板弯曲问题有限元列式。为验证C0型锯齿厚板理论性能,分析了复合材料层合/夹层厚板弯曲问题,并与已有C1型锯齿理论对比。结果表明,本文的C0型锯齿厚板理论最大误差<15%,比已有锯齿型厚板理论准确高效。 展开更多

关键词 锯齿理论 三角形单元 横法向应变 复合材料层合/夹层板 横向剪切应力

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碳纳米管增强型复合材料功能梯度板的自由振动模型与尺度效应 被引量：7

4

作者 贺丹 门亮 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期326-330,共5页

基于一种新的各向异性修正偶应力理论,建立了碳纳米管增强复合材料功能梯度板的自由振动模型。该模型能够描述尺度效应,且仅包含一个尺度参数。基于一阶剪切变形理论和哈密顿原理推演了板的运动微分方程,并以四边简支板为例给出了自振... 基于一种新的各向异性修正偶应力理论,建立了碳纳米管增强复合材料功能梯度板的自由振动模型。该模型能够描述尺度效应,且仅包含一个尺度参数。基于一阶剪切变形理论和哈密顿原理推演了板的运动微分方程,并以四边简支板为例给出了自振频率的解析解。讨论了板的几何尺寸、碳纳米管体分比含量和分布方式等因素对板的自振频率的影响。结果表明,本文模型所预测的板的自振基频总是高于经典弹性理论的Mindlin板模型的预测结果,两者间的差异在板的几何尺寸接近尺度参数的值时非常明显,且会随着板的几何尺寸的增大而逐渐消失。 展开更多

关键词 修正偶应力理论 功能梯度材料 自由振动 尺度效应 碳纳米管

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局部寻优算子库在复合材料层合板强度优化设计中的应用

5

作者 王共冬 陈浩 王军 《航空制造技术》 2015年第16期98-101,共4页

应用改进后的遗传算法对复合材料层合板的强度进行优化设计,给出局部寻优算子库的结构和组成,以层合板的强度比为优化目标,建立基于局部寻优算子的遗传算法优化模型。研究了不同局部寻优算子对铺层优化算法的收敛速度及铺层优化结果的... 应用改进后的遗传算法对复合材料层合板的强度进行优化设计,给出局部寻优算子库的结构和组成,以层合板的强度比为优化目标,建立基于局部寻优算子的遗传算法优化模型。研究了不同局部寻优算子对铺层优化算法的收敛速度及铺层优化结果的影响。采用面向对象语言开发了改进后的复合材料层合板的强度优化系统,系统在已开发的材料库和零件数模库基础上,可自动获取材料和零件数模信息,最后通过算例求解最优强度时的铺层顺序。将优化结果和标准遗传算法的结果进行对比分析,证明了优化模型的有效性和改进后遗传算法的优越性。 展开更多

关键词 复合材料层合板 局部寻优 遗传算法 强度

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基于离散变量的多材料结构拓扑优化设计

6

作者 刘宏亮 王成 梁缘 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期611-617,共7页

多材料结构拓扑优化相比于单材料结构优化具有更大的设计空间,展现出巨大的设计潜力和应用前景。本文基于离散设计变量研究多材料结构拓扑优化,通过建立有效的设计优化方法,获得轻质高效的结构设计。首先,根据离散变量的特点,建立多材... 多材料结构拓扑优化相比于单材料结构优化具有更大的设计空间,展现出巨大的设计潜力和应用前景。本文基于离散设计变量研究多材料结构拓扑优化,通过建立有效的设计优化方法,获得轻质高效的结构设计。首先,根据离散变量的特点,建立多材料结构拓扑优化模型,由离散变量下约束函数和目标函数的灵敏度信息构造序列近似整数规划子问题,采用运动极限策略限制设计变量的改变量以保证整数规划子问题的近似精度。为了解决离散变量的组合复杂性,采用具有多项式复杂度的正则松弛算法来高效求解(和经典的连续变量算法效率相当)。本文利用多材料结构最小柔顺性优化问题以及最大传热效率优化问题研究离散变量方法的有效性。数值算例表明,离散变量优化方法可以获得稳定迭代收敛的多材料拓扑设计,优化构型中的材料界面清晰分明,有效避免了出现模糊区域。 展开更多

关键词 拓扑优化 离散设计变量 整数规划 多材料结构

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热机械载荷下多孔结构的填充拓扑优化

7

作者 兰鹏伟 张业伟 +1 位作者 梁缘 刘宏亮 《力学学报》 北大核心 2025年第7期1660-1670,共11页

提出了一种基于混合变量的填充拓扑优化方法,用于热机械载荷下多孔结构轻量化设计.传统优化方法在热弹性结构拓扑优化中常面临设计相关载荷的挑战,灵敏度分析复杂,计算成本高,而且优化结果存在灰度区域,导致结构边界模糊不便于加工制造... 提出了一种基于混合变量的填充拓扑优化方法,用于热机械载荷下多孔结构轻量化设计.传统优化方法在热弹性结构拓扑优化中常面临设计相关载荷的挑战,灵敏度分析复杂,计算成本高,而且优化结果存在灰度区域,导致结构边界模糊不便于加工制造.为此,本文提出一种结合连续变量与离散变量的填充拓扑优化方法,应用于求解热机械载荷作用下的多孔结构拓扑设计问题,通过引入局部体积约束替代全局体积约束,有效调控材料分布的局部密度,避免优化后生成的多孔结构过于均匀.设计优化首先在粗网格上进行连续变量拓扑优化,然后在细化网格上生成离散变量填充设计.本文的局部体积约束不仅有助于子结构的形成,引导优化过程实现均匀的材料分布,而且连续变量与离散变量方法之间的联系为连续变量拓扑优化中的设计变量赋予了物理意义,防止了设计结果因过于均匀而导致目标函数值显著增加.此外,发展了一种改进的灵敏度过滤策略,获得了目标函数值更优的拓扑设计.利用双固支梁的数值算例展示了方法的有效性,并研究了过滤半径和温度差对优化结果的影响.结果表明,本文方法能够将粗网格下的连续变量优化结果转化为细网格下的离散变量多孔结构设计,其几何特征清晰,显著提升了设计的可制造性,同时优化后的结构表现出优异的热变形抵抗能力和力学性能. 展开更多

关键词 拓扑优化 填充优化 多孔结构 热机械载荷 离散变量

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渐进结构优化方法失效机理分析与改进策略 被引量：6

8

作者 贺丹 刘书田 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期310-314,共5页

针对ESO方法在Zhou-Rozvany算例中失效的根本机理进行了深入的分析,提出有效的改进策略。指出ESO方法失效的根本原因既不是网格划分的数目过少,也不是优化策略的不合理,而是对于各单元内材料有效性评估的误差所致。针对ESO方法的失效机... 针对ESO方法在Zhou-Rozvany算例中失效的根本机理进行了深入的分析,提出有效的改进策略。指出ESO方法失效的根本原因既不是网格划分的数目过少,也不是优化策略的不合理,而是对于各单元内材料有效性评估的误差所致。针对ESO方法的失效机理引入奇异单元的概念,并提出了一种基于奇异单元的改进策略,改进后的ESO方法能够在网格较为稀疏的情况下保证0-1优化结果的合理性。 展开更多

关键词 渐进结构优化 拓扑优化 敏度分析 奇异单元

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多相材料声子晶体微结构的拓扑优化设计 被引量：3

9

作者 吴明晨 赵铮 许卫锴 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第33期13547-13551,共5页

声子晶体的带隙特性可以通过调整其周期性的微结构来控制,具有很强的可设计性,因此在材料的隔振、隔声和滤波等领域具有潜在的应用价值。合理的控制材料的布局和比例,有望得到具有特殊带隙性质的复合材料。通过遗传算法和拓扑优化技术... 声子晶体的带隙特性可以通过调整其周期性的微结构来控制,具有很强的可设计性,因此在材料的隔振、隔声和滤波等领域具有潜在的应用价值。合理的控制材料的布局和比例,有望得到具有特殊带隙性质的复合材料。通过遗传算法和拓扑优化技术研究了二维三相声子晶体的优化设计,并给出了三个算例研究。结果表明:三相材料能够得到更好的隔振效果;对比两相材料,三相声子晶体能够进一步降低禁带频率,并得到更大的相对带宽。可见,利用进化算法进行多相声子晶体的拓扑优化设计是可行的。 展开更多

关键词 声子晶体 拓扑优化 带隙性质 遗传算法 多相微结构

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新修正偶应力理论Reddy型层合板稳定分析 被引量：6

10

作者 陈万吉 薛继伟 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期162-167,共6页

基于新修正偶应力理论建立了一个Reddy型复合材料层合板稳定性模型。该理论中曲率张量不对称,而偶应力矩张量对称。Reddy型层合板模型能够满足横向剪切应力为0的自由表面条件,而且横向剪切为二次函数,避免了常剪力一阶理论需要引入的剪... 基于新修正偶应力理论建立了一个Reddy型复合材料层合板稳定性模型。该理论中曲率张量不对称,而偶应力矩张量对称。Reddy型层合板模型能够满足横向剪切应力为0的自由表面条件,而且横向剪切为二次函数,避免了常剪力一阶理论需要引入的剪力修正系数。为了便于工程应用,通过虚功原理推导了只含纤维材料尺度参数正交铺设的Reddy型层合板偶应力模型的稳定性方程,并以微尺度正交铺设四边简支层合方板为例,分析了不同铺设角和轴向载荷作用时临界载荷的细观尺度效应,并且与一阶剪切变形和Kirchhoff板理论结果对比。结果表明,本文建立的新修正偶应力Reddy型层合板模型更适合分析较厚的复合材料层合板稳定性的尺度效应。 展开更多

关键词 新修正偶应力理论 Reddy层合板 材料尺度参数 尺度效应 稳定性分析

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基于新修正偶应力理论的Mindlin层合板稳定性分析 被引量：6

11

作者 陈万吉 牛惠 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期717-724,共8页

基于新的各向异性修正偶应力理论提出一个Mindlin复合材料层合板稳定性模型。该理论包含纤维和基体两个不同的材料长度尺度参数。不同于忽略横向剪切应力的修正偶应力Kirchhoff薄板理论,Mindlin层合板考虑横向剪切变形引入两个转角变量... 基于新的各向异性修正偶应力理论提出一个Mindlin复合材料层合板稳定性模型。该理论包含纤维和基体两个不同的材料长度尺度参数。不同于忽略横向剪切应力的修正偶应力Kirchhoff薄板理论,Mindlin层合板考虑横向剪切变形引入两个转角变量。进一步建立了只含一个材料细观参数的偶应力Mindlin层合板工程理论的稳定性模型。计算了正交铺设简支方板Mindlin层合板的临界载荷。计算结果表明该模型可以用于分析细观尺度层合板稳定性的尺寸效应。 展开更多

关键词 各向异性修正偶应力理论 Mindlin层合板 各向异性本构方程 稳定性 尺寸效应

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Mindlin板弯曲和振动分析的高阶杂交应力四边形单元 被引量：2

12

作者 李坦 齐朝晖 +1 位作者 马旭 陈万吉 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期491-498,共8页

基于Mindlin板理论提出了一种高阶八节点杂交应力四边形单元.该单元不仅能通过零剪力分片检验,而且能通过非零常剪力增强型分片检验.单元边界位移插值采用任意阶Timoshenko梁函数,对不同厚跨比的四边简支、固支方板,以及圆板进行了弯曲... 基于Mindlin板理论提出了一种高阶八节点杂交应力四边形单元.该单元不仅能通过零剪力分片检验,而且能通过非零常剪力增强型分片检验.单元边界位移插值采用任意阶Timoshenko梁函数,对不同厚跨比的四边简支、固支方板,以及圆板进行了弯曲和自由振动分析,数值结果表明无论对薄板还是中厚板,该单元均是准确和有效的,并且具有几何不变性. 展开更多

关键词 杂交应力元 MINDLIN板 增强型分片检验 任意阶Timoshenko梁函数 集中质量矩阵

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结构可靠性优化的三阶段解耦方法 被引量：2

13

作者 赵维涛 王建业 祁武超 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期7-13,共7页

为提高基于可靠性的结构优化效率,提出一种三阶段解耦分析方法。第一阶段利用可靠性安全因子进行确定性优化,并将确定性优化结果作为初始样本点;第二阶段利用可靠性灵敏度和重量因子对样本点进行调整,获取目标函数与失效概率的数据集合... 为提高基于可靠性的结构优化效率,提出一种三阶段解耦分析方法。第一阶段利用可靠性安全因子进行确定性优化,并将确定性优化结果作为初始样本点;第二阶段利用可靠性灵敏度和重量因子对样本点进行调整,获取目标函数与失效概率的数据集合;第三阶段利用目标函数与失效概率的关系,曲线获取可接受失效概率对应的目标函数,并求解最终优化设计变量。本文方法只需一次确定性优化,且现有结构可靠性求解算法均可使用,适应性强。算例分析结果表明,本文方法可以明显减少失效概率评估次数,且计算结果对可靠性安全因子与重量因子不敏感。 展开更多

关键词 基于可靠性的结构优化 解耦法 安全因子 灵敏度 重量因子

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基于可靠性映射函数的结构优化 被引量：2

14

作者 赵维涛 刘炜华 杨其蛟 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期405-411,共7页

基于可靠性分析理论,构建可靠性映射函数,将基于可靠性的结构优化由双层优化转化为单层优化,提高优化效率,解决基于可靠性结构优化的计算量大、不利用于工程应用的问题。可靠性映射函数具有明确理论依据,能够确保将其应用到基于可靠性... 基于可靠性分析理论,构建可靠性映射函数,将基于可靠性的结构优化由双层优化转化为单层优化,提高优化效率,解决基于可靠性结构优化的计算量大、不利用于工程应用的问题。可靠性映射函数具有明确理论依据,能够确保将其应用到基于可靠性的结构优化是可行的。为提高失效概率求解精度,以设计点为基础,提出一种改进响应面方法,并将其用于可靠性映射函数的求解。算例表明,该方法具有较好计算精度,功能函数评估次数明显少于其他方法,计算效率高,能够获得满意的优化结果。 展开更多

关键词 结构可靠性 基于可靠性的结构优化 可靠性映射函数 响应面 设计点

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蒙皮局部屈曲对加筋圆柱壳轴压承载力的影响

15

作者 张守宇 王会平 +1 位作者 曹景乐 贺丹 《应用力学学报》 北大核心 2025年第2期298-305,共8页

早期的网格加筋圆柱壳结构设计指南,如NASA SP-8007,建议通过采用足够的纵筋数目和蒙皮厚度来避免结构发生蒙皮局部屈曲。但这一设计要求缺乏有力的支撑证据,且有可能会提高工艺成本和结构重量。为了厘清蒙皮局部屈曲对结构产品轴压承... 早期的网格加筋圆柱壳结构设计指南,如NASA SP-8007,建议通过采用足够的纵筋数目和蒙皮厚度来避免结构发生蒙皮局部屈曲。但这一设计要求缺乏有力的支撑证据,且有可能会提高工艺成本和结构重量。为了厘清蒙皮局部屈曲对结构产品轴压承载能力的影响,分别基于线性解析法、非线性有限元法以及单点扰动载荷法对某典型网格加筋圆柱壳及其等刚度改型结构进行了详细的计算和对比分析。结果表明,对于无缺陷的完美结构,蒙皮局部屈曲会显著降低其结构承载力,而对含有初始缺陷的实际结构,蒙皮局部屈曲对其结构承载力并无影响。因此在结构设计时,不需要刻意地规避蒙皮局部屈曲。 展开更多

关键词 加筋圆柱壳 蒙皮局部屈曲 非线性屈曲 有限元分析 单点扰动载荷法

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一种弯曲主导型热膨胀点阵超材料的带隙特性研究 被引量：1

16

作者 刘成龙 许卫锴 +1 位作者 吕树辰 祁武超 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第10期1782-1786,共5页

当前科技的发展对材料的多功能性提出了更高的要求。本文利用有限元法针对一种具有三角晶格的弯曲主导型热膨胀点阵超材料(JTCLM)进行了带隙研究,并讨论了几何参数对JTCLM单胞带隙的影响。结果表明,当JTCLM单胞存在弯曲曲率时将会产生带... 当前科技的发展对材料的多功能性提出了更高的要求。本文利用有限元法针对一种具有三角晶格的弯曲主导型热膨胀点阵超材料(JTCLM)进行了带隙研究,并讨论了几何参数对JTCLM单胞带隙的影响。结果表明,当JTCLM单胞存在弯曲曲率时将会产生带隙,且材料的几何参数对JTCLM点阵复合材料的带隙具有显著的影响。结果为实现热膨胀/带隙双目标的超材料设计提供了理论基础。通过合理的选材和形状设计,有望实现特定膨胀性质和带隙设计的双目标共赢,使材料具有更好的可调谐性和多功能性。 展开更多

关键词 点阵超材料 带隙特性 声子晶体 热膨胀 周期结构

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考虑热膨胀与带隙的点阵超材料多目标优化设计 被引量：1

17

作者 王伟 吕树辰 +1 位作者 许卫锴 李洁 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期359-365,共7页

采用有限元方法研究了一种三角晶格的弯曲主导型热膨胀点阵超材料的带隙特性,利用非支配排序遗传算法针对该材料进行了带隙和热膨胀性能的多目标优化设计,并考虑了热膨胀系数和最大相对带隙两个优化目标。结果表明,无论是特定的正、负... 采用有限元方法研究了一种三角晶格的弯曲主导型热膨胀点阵超材料的带隙特性,利用非支配排序遗传算法针对该材料进行了带隙和热膨胀性能的多目标优化设计,并考虑了热膨胀系数和最大相对带隙两个优化目标。结果表明,无论是特定的正、负以及零热膨胀结构,都具有较好的带隙特性;所有算例都给出了帕累托最优解集,可以平衡不同的竞争目标。这为实现超材料的多功能设计提供了理论依据,特别是在航空航天领域中存在的温差和振动等严苛条件下对材料特定膨胀性质和带隙特性需求的双目标共赢提供了可能。 展开更多

关键词 点阵超材料 声子晶体 热膨胀 优化设计 带隙特性

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考虑蜂窝高度效应的蜂窝夹芯板稳定性分析

18

作者 王会平 张东 +1 位作者 杨子豪 贺丹 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期630-635,共6页

蜂窝芯层等效弹性参数因受表板影响与其高度紧密相关,而传统蜂窝夹芯板稳定性模型未对其加以考虑。本文基于精化锯齿层合板理论,建立了蜂窝夹芯板稳定性模型。模型借助于解析均匀化方法获取蜂窝芯层等效模量,并因引入该方法而能够反映... 蜂窝芯层等效弹性参数因受表板影响与其高度紧密相关,而传统蜂窝夹芯板稳定性模型未对其加以考虑。本文基于精化锯齿层合板理论,建立了蜂窝夹芯板稳定性模型。模型借助于解析均匀化方法获取蜂窝芯层等效模量,并因引入该方法而能够反映由蜂窝高度改变引起的蜂窝芯子等效模量变化对屈曲载荷产生的影响,即捕捉到了蜂窝芯子的高度效应。以四边简支蜂窝夹芯方板受单向面内压缩载荷作用为例进行了算例分析。算例结果表明,蜂窝芯子高度效应在蜂窝高度较低时明显,随着蜂窝高度增加,高度效应逐渐减弱。此外,高度效应在蜂窝芯层厚度比例较大时明显,随着蜂窝芯层厚度比例的持续下降,高度效应减弱直至消失。 展开更多

关键词 解析均匀化 精化锯齿理论 蜂窝夹芯板 高度效应 屈曲载荷

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考虑尺度影响的平面正交各向异性功能梯度微梁的屈曲分析

19

作者 张春浩 张东 贺丹 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期505-510,共6页

基于新修正偶应力理论,建立了能描述尺度效应的各向异性功能梯度微梁的屈曲分析模型。基于最小势能原理推导了控制方程及边界条件,并以简支梁为例分析了屈曲载荷及尺度效应受材料尺度参数和几何尺寸的影响。算例结果表明,在材料几何尺... 基于新修正偶应力理论,建立了能描述尺度效应的各向异性功能梯度微梁的屈曲分析模型。基于最小势能原理推导了控制方程及边界条件,并以简支梁为例分析了屈曲载荷及尺度效应受材料尺度参数和几何尺寸的影响。算例结果表明,在材料几何尺寸较小时,本文模型预测到的屈曲载荷明显大于传统理论的结果,有效地反映了尺度效应。几何尺寸较大时,尺度效应消失,本文模型将自动退化为传统宏观模型。模型反映出不同方向上的尺度参数对各向异性材料影响的效果不同。 展开更多

关键词 新修正偶应力理论 功能梯度材料 尺度效应 材料尺度参数 屈曲载荷

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几何参数对加筋圆柱壳轴压屈曲折减因子的影响 被引量：1

20

作者 张守宇 曹景乐 +1 位作者 王会平 贺丹 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期60-66,共7页

加筋圆柱壳广泛应用于航天运载器结构中。受制造工艺影响,实际产品总是存在无法避免的几何缺陷,导致实际航天运载器结构的轴压承载力远低于理论解,需要引入一个0-1之间的折减因子乘上理论解来进行修正,令理论解在保证安全的同时尽可能... 加筋圆柱壳广泛应用于航天运载器结构中。受制造工艺影响,实际产品总是存在无法避免的几何缺陷,导致实际航天运载器结构的轴压承载力远低于理论解,需要引入一个0-1之间的折减因子乘上理论解来进行修正,令理论解在保证安全的同时尽可能接近实验值。当结构的几何参数在设计迭代过程中调整时,折减因子的值也可能会随之改变。厘清折减因子随结构几何参数发生改变时的变化规律,有助于便捷、准确地得到合适的折减因子值,从而保证结构安全、降低重量、缩短设计周期。介绍了基于边界扰动载荷法的实现过程,针对主要分析参数进行了收敛性考察,明确了分析参数的选取原则。基于该方法研究了结构的典型参数发生变化时折减因子相应的变化规律。结果表明,折减因子随蒙皮厚度的增加而线性增加,随纵筋截面面积的增加而线性减小,即蒙皮厚度越大、纵筋越是低而薄,则折减因子值越大、结构的缺陷敏感性也越低,而壳体高度的变化则对折减因子没有显著影响。 展开更多

关键词 加筋圆柱壳 折减因子 非线性有限元 屈曲 边界扰动载荷法

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