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基于缺陷加筋板结构的非线性动力响应与屈曲数值分析

作　者: 侯瑾
导　师: 龚良贵
学　校: 南昌大学
专　业: 力学
关键词: 加筋板冲击荷载 ANSYS/LS-DYNA 动力响应动力屈曲
分类号: TG335.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 42次
引　用: 2次
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内容摘要

加筋板以其结构轻巧、承载力强的优点,作为主承力结构被广泛用于航空航天、船舶、机械等领域。因此,对加筋板在冲击荷载下的动力响应和屈曲问题进行研究具有重要的工程价值。然而板与加强筋的力学行为相互耦合,加筋板在冲击荷载下的动态响应和屈曲问题呈现出高度非线性,难以用解析方法解决,利用有限元法对其数值模拟是一种可行的方法。本文利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA对四边简支加筋板在冲击荷载下的动力响应和屈曲做了多组数值模拟,主要工作有以下两个方面：首先,以横向冲击荷载下的四边简支加筋板结构为研究对象,建立了多组有限元模型。通过对不同参数下加筋板动力响应时间历程曲线和应力分布云图的比较,分别讨论了荷载形式、荷载峰值、加强筋体积比、宽高比以及分布形式对整体结构动力响应的影响。其次,基于含有初始几何缺陷的四边简支加筋板模型,数值模拟了其受面内冲击荷载作用的动力响应和屈曲行为。提取了不同初始缺陷幅值、冲击持续时间、加强筋体积比、宽高比以及分布形式下的动力响应时间历程结果,绘制了基于B-R准则的P-Y曲线。利用B-R运动准则对加筋板的动力屈曲做了初步判定,讨论了各种参数对整体结构抗屈曲能力的影响。研究表明：不同的荷载参数,加筋板的动力响应和屈曲行为也有显著的不同；加筋板的动力屈曲对初始缺陷非常敏感；而加强筋参数对加筋板结构动力响应和屈曲的影响是有规律可循的,这些规律对加筋板的设计有重要的实际应用价值。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章绪论  8-18
  1.1 课题背景  8-10
  1.2 加筋板结构的理论分析模型  10-12
  1.3 加筋板结构的动力响应问题  12-13
  1.4 加筋板结构的动力屈曲研究进展  13-17
    1.4.1 结构动力屈曲的分类和特点  13-14
    1.4.2 加筋板结构动力屈曲的判别准则  14-16
    1.4.3 冲击荷载下板及加筋板结构的动力屈曲  16-17
  1.5 本论文研究内容及结构安排  17-18
第2章非线性有限元理论  18-28
  2.1 有限元法(FEM)基础  18-20
  2.2 非线性问题分类  20-21
  2.3 薄板问题的有限元  21-24
  2.4 冲击动力学有限元法  24-25
  2.5 LS-DYNA显式算法  25-27
  2.6 本章小结  27-28
第3章横向冲击荷载下加筋板的动力响应  28-47
  3.1 理论分析  28-30
    3.1.1 基本方程  29-30
    3.1.2 加筋板运动方程  30
  3.2 有限元分析模型及计算实例  30-33
  3.3 荷载参数对加筋板动力响应的影响  33-35
    3.3.1 荷载形式的影响  34-35
    3.3.2 荷载峰值的影响  35
  3.4 加强筋相关参数的影响  35-45
    3.4.1 加强筋与基板体积比的影响  35-37
    3.4.2 加强筋截面宽高比的影响  37-39
    3.4.3 加强筋分布形式的影响  39-45
  3.5 本章小结  45-47
第4章面内冲击荷载下加筋板结构的非线性屈曲  47-61
  4.1 加筋板的非线性屈曲的理论分析  47-49
    4.1.1 基本方程  48-49
    4.1.2 加筋板运动方程  49
  4.2 算例及数值结果的分析  49-60
    4.2.1 初始缺陷幅值的影响  50-51
    4.2.2 荷载持续时间的影响  51-52
    4.2.3 加强筋参数的影响  52-60
  4.3 本章小结  60-61
第5章总结与展望  61-63
  5.1 结论  61
  5.2 展望  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-66
攻读硕士期间的研究成果  66

基于缺陷加筋板结构的非线性动力响应与屈曲数值分析

内容摘要

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