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两种体系索穹顶结构的破坏形式及其受力性能研究 被引量:23
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作者 郑君华 袁行飞 董石麟 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期44-50,共7页
索穹顶结构是美国工程师Geiger根据Fuller的张拉整体结构思想开发的一种新型预张力结构。目前,国内外对索穹顶结构的初始预应力分布、结构静动力性能等进行了比较全面的研究,但是一般以索单元的松弛和破断作为结构失效的标准,有关该类... 索穹顶结构是美国工程师Geiger根据Fuller的张拉整体结构思想开发的一种新型预张力结构。目前,国内外对索穹顶结构的初始预应力分布、结构静动力性能等进行了比较全面的研究,但是一般以索单元的松弛和破断作为结构失效的标准,有关该类结构的破坏形式以及部分索松弛或破断后的受力性能研究却很少涉及。以Geiger及Levy体系索穹顶结构为例,探讨了索穹顶结构可能存在的破坏形式,分析了部分索退出工作后的结构受力性能,并对两种体系的受力情况作了比较。得出的结论对该类结构的进一步研究和工程应用具有指导意义。 展开更多
关键词 索穹顶结构 破坏形式 弧长法 索松弛 索破断
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结构极限强度分析的三种有限元解法研究 被引量:22
2
作者 彭大炜 张世联 《中国海洋平台》 2010年第2期1-5,共5页
介绍了弧长法、阻尼因子法和准静态法等3种计算结构极限强度的非线性有限元解法及其求解思路。通过Reckling No.23模型数值计算,对上述3种解法各自的计算过程、求解特点和要点进行了比较和归纳。为更准确、高效地运用非线性有限元程序... 介绍了弧长法、阻尼因子法和准静态法等3种计算结构极限强度的非线性有限元解法及其求解思路。通过Reckling No.23模型数值计算,对上述3种解法各自的计算过程、求解特点和要点进行了比较和归纳。为更准确、高效地运用非线性有限元程序计算分析结构极限强度提出了合理的建议。 展开更多
关键词 弧长法 阻尼因子法 准静态法 极限承载能力
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基于弧长法的加筋板后屈曲特性分析及试验 被引量:21
3
作者 杨帆 岳珠峰 李磊 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期119-124,177-178,共6页
作为飞机上重要的承载部件,加筋壁板在发生初始屈曲后仍具有较强的后屈曲承载能力,因此研究其后屈曲特性对于确定破坏载荷具有重要意义。传统的特征值屈曲分析是以小位移小应变的线弹性理论为基础的,且不考虑结构在受载过程中结构构形... 作为飞机上重要的承载部件,加筋壁板在发生初始屈曲后仍具有较强的后屈曲承载能力,因此研究其后屈曲特性对于确定破坏载荷具有重要意义。传统的特征值屈曲分析是以小位移小应变的线弹性理论为基础的,且不考虑结构在受载过程中结构构形的变化,因此误差较大。本文采用Riks弧长法,结合材料弹塑性理论对铝合金整体加筋壁板轴压加载后的屈曲破坏过程、传载机制、极限载荷进行了研究,并进行了轴压加载的试验验证,得到了加载过程中的应力、应变曲线以及极限载荷,还对后屈曲破坏形式进行了分析。数值模拟结果表明:本文研究的整体加筋板初始屈曲发生在蒙皮,后屈曲过程筋条是主要的承载部位,与试验中观察到的现象一致;试验中加筋板最终破坏部位发生在筋与蒙皮连接处,有限元模拟结果与试验中加筋板的最终破坏部位一致;数值模拟得到的极限载荷与试验的相对误差在5%以内。这表明基于弧长法的后屈曲计算能够准确跟踪整体加筋板的后屈曲平衡路径和预测极限载荷。 展开更多
关键词 整体加筋板 稳定性 后屈曲 Riks弧长法
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纤维模型在平面框架非线性静力分析中的应用 被引量:13
4
作者 伍永飞 周德源 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第A01期129-132,共4页
为准确描述钢筋混凝土结构局部的受力情况,通常需要采用微观模型来进行非线性有限元分析.将梁柱单元建立在弹塑性纤维模型的基础上,直接从材料本构关系出发,对平面钢筋混凝土框架结构进行了全过程非线性静力分析.在框架结构与梁柱单元... 为准确描述钢筋混凝土结构局部的受力情况,通常需要采用微观模型来进行非线性有限元分析.将梁柱单元建立在弹塑性纤维模型的基础上,直接从材料本构关系出发,对平面钢筋混凝土框架结构进行了全过程非线性静力分析.在框架结构与梁柱单元之间用刚度法,组装杆件刚度得到结构刚度;杆件与杆件内部积分点处的横截面之间采用柔度法,基于杆端力和截面力的平衡获得杆件刚度;每个横截面通过平截面假定协调纤维变形,同时考虑了几何非线性,由纤维的刚度得到截面刚度.为追踪非线性反应的软化段,求解时选取柱面弧长法.同时选取实例分别进行单向推覆和低周反复加载试验的程序模拟,得到了较好的效果,并提出进一步优化改进的建议. 展开更多
关键词 纤维模型 非线性分析 柔度法 弧长法
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确定结构分支点及跟踪平衡路径的改进弧长法 被引量:7
5
作者 罗永峰 滕锦光 沈祖炎 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第5期502-507,共6页
在非线性有限元法的基础上,提出了一个新的搜索及确定结构非线性分支点并跟踪屈曲平衡路径全过程的求解方法─—改进弧长法.利用弧长控制多数和结构协线刚度矩阵特征值之间的非线性关系,建立了搜索并确定位于结构屈曲平街路往任一区... 在非线性有限元法的基础上,提出了一个新的搜索及确定结构非线性分支点并跟踪屈曲平衡路径全过程的求解方法─—改进弧长法.利用弧长控制多数和结构协线刚度矩阵特征值之间的非线性关系,建立了搜索并确定位于结构屈曲平街路往任一区段内的分支点的精确分析方法.改进弧长法已用于薄壳结构的非线性屈曲分析之中,数值结果表明了新方法的精确性、可靠性及计算效率. 展开更多
关键词 建筑结构 分支点 弧长法 平衡路径跟踪
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复合材料加筋壁板压缩屈曲与后屈曲分析 被引量:16
6
作者 李乐坤 李曙林 +2 位作者 常飞 石晓朋 张铁军 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期563-568,共6页
为了建立复合材料加筋壁板承受压缩载荷下屈曲、后屈曲和破坏整个失效过程的数值分析方法,对复合材料加筋壁板进行了压缩稳定性试验和有限元分析研究。采用特征值分析法对加筋壁板进行了屈曲分析,得到加筋壁板的屈曲模态、屈曲特征值及... 为了建立复合材料加筋壁板承受压缩载荷下屈曲、后屈曲和破坏整个失效过程的数值分析方法,对复合材料加筋壁板进行了压缩稳定性试验和有限元分析研究。采用特征值分析法对加筋壁板进行了屈曲分析,得到加筋壁板的屈曲模态、屈曲特征值及屈曲载荷;根据加载端的载荷-位移曲线采用弧长法(Riks),得到了弧长法的屈曲载荷及后屈曲承载路径;引入失效准则,得到后屈曲直至破坏的承载能力。对比两种有限元分析法与试验结果可以得到:加筋壁板的后屈曲承载能力很大,特征值法分析屈曲载荷较弧长法更精确,而弧长法可以更好模拟后屈曲行为,建立的分析法与试验结果吻合较好。 展开更多
关键词 复合材料 加筋壁板 屈曲 后屈曲 特征值法 弧长法
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将弧长法应用于结构的几何非线性有限元分析 被引量:6
7
作者 向天宇 赵人达 刘海波 《四川建筑科学研究》 2003年第2期6-7,共2页
首先介绍了弧长法的发展及基本理论,随后根据笔者的研究,对其中的几个问题提出了相应的参考意见,最后给出了几个算例。
关键词 弧长法 几何非线性分析 有限元 钢筋混凝土结构
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基于有限元的加筋板结构后屈曲分析方法研究 被引量:14
8
作者 张国凡 段世慧 吴存利 《强度与环境》 2013年第2期43-50,共8页
加筋板结构的承载能力计算是飞机设计中的重要内容,采用后屈曲分析技术的关键在于准确模拟结构刚度变化。基于有限元从结构简化、单元选取、材料属性和求解流程选取方面对加筋壁板后屈曲建模分析方法进行了介绍,并基于一系列加筋壁板和... 加筋板结构的承载能力计算是飞机设计中的重要内容,采用后屈曲分析技术的关键在于准确模拟结构刚度变化。基于有限元从结构简化、单元选取、材料属性和求解流程选取方面对加筋壁板后屈曲建模分析方法进行了介绍,并基于一系列加筋壁板和加筋盒段对方法进行了验证。验证结果表明计算的破坏形式和破坏载荷与物理试验结果符合的很好,破坏载荷误差在10%以内,证明了方法的准确性和工程实用性。文中的工作可为加筋壁板结构后屈曲分析提供一些有益的建议。 展开更多
关键词 后屈曲分析 加筋结构 承载能力 非线性有限元建模 弧长法
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Arc-length technique for nonlinear finite element analysis 被引量:9
9
作者 MEMONBashir-Ahmed 苏小卒 《Journal of Zhejiang University Science》 EI CSCD 2004年第5期618-628,共11页
Nonlinear solution of reinforced concrete structures, particularly complete load-deflection response, requires tracing of the equilibrium path and proper treatment of the limit and bifurcation points. In this regard, ... Nonlinear solution of reinforced concrete structures, particularly complete load-deflection response, requires tracing of the equilibrium path and proper treatment of the limit and bifurcation points. In this regard, ordinary solution techniques lead to instability near the limit points and also have problems in case of snap-through and snap-back. Thus they fail to predict the complete load-displacement response. The arc-length method serves the purpose well in principle, received wide acceptance in finite element analysis, and has been used extensively. However modifications to the basic idea are vital to meet the particular needs of the analysis. This paper reviews some of the recent developments of the method in the last two decades, with particular emphasis on nonlinear finite element analysis of reinforced concrete structures. 展开更多
关键词 arc-length method Nonlinear analysis Finite element method Reinforced concrete Load-deflection path Document code: A CLC number: TU31 arc-length technique for nonlinear finite element analysis* MEMON Bashir-Ahmed# SU Xiao-zu (苏小卒) (Department of Structural Engineering Tongji University Shanghai 200092 China) E-mail: bashirmemon@sohu.com xiaozub@online.sh.cn Received July 30 2003 revision accepted Sept. 11 2003 Abstract: Nonlinear solution of reinforced concrete structures particularly complete load-deflection response requires tracing of the equilibrium path and proper treatment of the limit and bifurcation points. In this regard ordinary solution techniques lead to instability near the limit points and also have problems in case of snap-through and snap-back. Thus they fail to predict the complete load-displacement response. The arc-length method serves the purpose well in principle received wide acceptance in finite element analysis and has been used extensively. However modifications to the basic idea are vital to meet the particular needs of the analysis. This paper reviews some of the recent developments of the method in the last two decades with particular emphasis on nonlinear finite element analysis of reinforced concrete structures. Key words: arc-length method Nonlinear analysis Finite element method Reinforced concrete Load-deflection path
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复合材料加筋壁板稳定性分析研究 被引量:13
10
作者 穆朋刚 万小朋 赵美英 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第9期1190-1193,共4页
针对复合材料加筋壁板的稳定性问题,分别采用特征值分析法和弧长法对J型加筋壁板结构进行分析。特征值法可确定加筋壁板的失稳临界载荷、位置及波形;弧长法根据加筋壁板各点的纵向应变与载荷关系曲线的斜率变化,判断加筋壁板的失稳临界... 针对复合材料加筋壁板的稳定性问题,分别采用特征值分析法和弧长法对J型加筋壁板结构进行分析。特征值法可确定加筋壁板的失稳临界载荷、位置及波形;弧长法根据加筋壁板各点的纵向应变与载荷关系曲线的斜率变化,判断加筋壁板的失稳临界载荷和位置。将这两种方法的分析结果与试验对比,得到如下结论:两种方法确定的失稳载荷和位置与试验判断一致。 展开更多
关键词 复合材料 加筋壁板 稳定性 弧长法 特征值分析法
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复合材料中厚层合板在轴压位移和剪切作用下的稳定性研究 被引量:13
11
作者 邵小军 岳珠峰 +1 位作者 李立州 张庆茂 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期716-720,共5页
采用线性屈曲分析方法和弧长法对单向压缩和剪切两种载荷作用下复合材料中厚板的稳定性问题进行研究,给出两种载荷作用下的一阶失稳模态以及失稳平衡路径,并得出在单向压缩载荷作用下,过分叉点后载荷的微小增加将引起板的横向大挠度变形... 采用线性屈曲分析方法和弧长法对单向压缩和剪切两种载荷作用下复合材料中厚板的稳定性问题进行研究,给出两种载荷作用下的一阶失稳模态以及失稳平衡路径,并得出在单向压缩载荷作用下,过分叉点后载荷的微小增加将引起板的横向大挠度变形,而不能继续承受更大的载荷,而板在剪切载荷的作用下不发生失稳的结论。 展开更多
关键词 中厚板 屈曲 弧长法
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桥梁基桩屈曲机理及其分析方法 被引量:8
12
作者 汪优 赵明华 黄靓 《中南公路工程》 2005年第4期22-26,共5页
讨论了基桩屈曲分析的现有方法,进而在分析基桩屈曲机理的基础上,将桩身视为考虑几何非线性的空间梁单元,利用更新的拉格朗日坐标体系建立有限元方程,并采用弧长控制法求解有限元非线性方程组,对基桩屈曲的几何非线性有限元分析进行了... 讨论了基桩屈曲分析的现有方法,进而在分析基桩屈曲机理的基础上,将桩身视为考虑几何非线性的空间梁单元,利用更新的拉格朗日坐标体系建立有限元方程,并采用弧长控制法求解有限元非线性方程组,对基桩屈曲的几何非线性有限元分析进行了探讨。利用Matlab语言编制了相应的计算程序,以现场木桩压屈试验作为计算实例进行比较,计算表明,程序的计算结果吻合较好,可用于基桩屈曲的几何非线性分析。此外计算表明,地基系数对屈曲荷载的影响明显,随着地基系数的增大,基桩的屈曲荷载也随之增大。 展开更多
关键词 基桩 屈曲 临界荷载 弧长控制法
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复合材料加筋壁板稳定性分析方法研究 被引量:11
13
作者 郑洁 任善 《航空科学技术》 2015年第3期44-48,共5页
针对跨厚比在30~40之间的工字型长桁加筋壁板的稳定性问题,采用三种方法进行了分析计算,并将计算结果与试验结果进行对比,详细分析了这三种方法的优缺点,给出实用、可靠的跨厚比在30~40之间的工字型长桁加筋壁板结构稳定性分析方法。
关键词 复合材料 加筋壁板 稳定性 特征值法 弧长法
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刚性屋面索穹顶结构非线性数值分析 被引量:11
14
作者 宗钟凌 郭正兴 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期134-139,共6页
将刚性屋面板离散为等刚度壳单元,连接件离散成一组弹簧单元,基于非线性数值计算方法,建立了刚性屋面索穹顶结构的非线性数值计算模型,采用牛顿-拉普森法和弧长法相结合的方法跟踪荷载-位移求解全过程,进而分析刚性屋面的协同工作对索... 将刚性屋面板离散为等刚度壳单元,连接件离散成一组弹簧单元,基于非线性数值计算方法,建立了刚性屋面索穹顶结构的非线性数值计算模型,采用牛顿-拉普森法和弧长法相结合的方法跟踪荷载-位移求解全过程,进而分析刚性屋面的协同工作对索穹顶结构整体刚度和稳定承载力的影响。数值计算结果表明:该文建立的数值计算模型模拟刚性屋面索穹顶结构是合理有效的;刚性屋面的协同工作使得索穹顶结构对荷载的敏感性降低,提高了结构的整体刚度和稳定承载力。 展开更多
关键词 索穹顶 刚性屋面 等效刚度 弧长法 非线性数值分析
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基于弧长法的钢筋屈曲承载力非线性分析 被引量:11
15
作者 蒋凤昌 朱慈勉 +1 位作者 薛剑胜 姜晔 《建筑科学》 北大核心 2007年第11期9-12,8,共5页
应用非线性有限元方法分析钢筋屈曲引起承载力退化的问题。使用弧长法对荷载—纵向位移(F—u)平衡路线进行全过程跟踪研究。分析混凝土结构中由于局部箍筋锈断导致受压区纵筋在未达到全截面屈服时发生非线性屈曲的规律。分析中考虑不同... 应用非线性有限元方法分析钢筋屈曲引起承载力退化的问题。使用弧长法对荷载—纵向位移(F—u)平衡路线进行全过程跟踪研究。分析混凝土结构中由于局部箍筋锈断导致受压区纵筋在未达到全截面屈服时发生非线性屈曲的规律。分析中考虑不同材料屈服强度、不同几何缺陷(初弯曲)和不同长径比对纵向钢筋承载力退化的影响。拟合大量分析结果,获得实用的F—u曲线方程式。试验研究对比表明,该实用曲线误差较小,可用于评价锈蚀钢筋混凝土结构剩余承载力。 展开更多
关键词 弧长法 混凝土结构 钢筋 承载力 非线性屈曲
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采油井架钢结构非线性力学行为分析 被引量:5
16
作者 袁英战 王元清 周国强 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第6期104-109,共6页
本文对采油井架钢结构进行了非线性有限元分析。采用空间梁单元,通过包含单元几何刚度阵和变形刚度阵的增量切线刚度法考虑大变形问题;用杆端集中塑性法来简化材料非线性;采用弧长法迭代计算,最终可得到考虑几何和材料双重非线性情... 本文对采油井架钢结构进行了非线性有限元分析。采用空间梁单元,通过包含单元几何刚度阵和变形刚度阵的增量切线刚度法考虑大变形问题;用杆端集中塑性法来简化材料非线性;采用弧长法迭代计算,最终可得到考虑几何和材料双重非线性情况下,井架钢结构的极限承载力。文中最后给出了A型采油井架的算例。 展开更多
关键词 采油井架 有限元 非线性 弧长法 集中塑性法 钢结构 非线性力学
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高填路基稳定问题的非线性有限元分析 被引量:6
17
作者 李志高 刘国明 欧志东 《福州大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2003年第1期73-77,共5页
在非线性有限元的基础上 ,提出了一个可以计算出临界状态的荷载值的方法—弧长法 ,解决高填路堤的稳定问题 .讨论了弧长控制法在土工建筑工程中的具体实施方法 ,并应用于工程稳定性分析 .对一座永安 -漳平公路永安段高路堤的安全系数进... 在非线性有限元的基础上 ,提出了一个可以计算出临界状态的荷载值的方法—弧长法 ,解决高填路堤的稳定问题 .讨论了弧长控制法在土工建筑工程中的具体实施方法 ,并应用于工程稳定性分析 .对一座永安 -漳平公路永安段高路堤的安全系数进行计算 ,说明了此法的可靠性及适用性 . 展开更多
关键词 高填路基 工程稳定性 非线性有限元分析 弧长控制法 安全系数 公路工程 路堤
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基于刚体准则和广义位移控制法的拱结构屈曲与后屈曲分析 被引量:9
18
作者 李云飞 陈朝晖 +2 位作者 杨永斌 陈峰 廖旻懋 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期37-45,共9页
论述了常用非线性分析增量迭代法的基本思想及不足,阐述了刚体准则及广义位移控制法的基本原理,将刚体准则和广义位移控制法结合,建立了杆系结构的几何非线性分析方法。初始受力平衡的刚体单元在经历刚体位移时其作用力只发生方向的改... 论述了常用非线性分析增量迭代法的基本思想及不足,阐述了刚体准则及广义位移控制法的基本原理,将刚体准则和广义位移控制法结合,建立了杆系结构的几何非线性分析方法。初始受力平衡的刚体单元在经历刚体位移时其作用力只发生方向的改变而不会发生大小的改变,用于大变形大位移几何非线性分析的单元应满足这一刚体准则;广义位移控制法通过广义刚度参数来控制增量步,弥补了传统几何非线性分析方法中极值点和回弹点附近迭代方向不能有效确定的难题,且广义刚度参数物理意义明确,能有效调整加卸载方向,适用于多临界点的计算。将上述方法应用于实际工程,对平面和空间拱结构进行屈曲与后屈曲分析,与理论解、ANSYS数值解的对比表明,刚体准则和广义位移控制法结合,具有结构几何非线性分析的普适性,能准确高效地进行结构几何非线性分析,适于工程应用。 展开更多
关键词 几何非线性 增量迭代法 刚体准则 广义位移控制法 弧长法
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各向异性中厚度板壳的弹塑性大变形分析 被引量:4
19
作者 黄玉盈 钟伟芳 +2 位作者 朱达善 李四平 王和慧 《工程力学》 EI CSCD 1995年第3期77-85,共9页
本文提出了一个解各向异性中厚度板壳弹塑性大变形问题的一般有限元方法。几何非线性的描述采用V.Karman的位移应变关系;材料的弹塑性分析采用Hill推广的Huber-Mises屈服准则;借用Owen的剪切修正系数,正... 本文提出了一个解各向异性中厚度板壳弹塑性大变形问题的一般有限元方法。几何非线性的描述采用V.Karman的位移应变关系;材料的弹塑性分析采用Hill推广的Huber-Mises屈服准则;借用Owen的剪切修正系数,正确计及了叠层复合材料壳体的横向剪切效应。特别是本文利用插值外推的思想,提出了一个带预测的弧长增量控制法,显著提高了计算塑性大变形和后屈曲路径的效率。几个数值算例表明本文给出的有限元方法对于各种各向异性壳体的弹塑性大变形分析有较好的精度。 展开更多
关键词 各向异性 弹塑性大变形 有限元 中厚板 壳体
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复合材料翼面壁板轴压稳定性 被引量:9
20
作者 石经纬 赵娟 +1 位作者 刘传军 李东升 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1321-1333,共13页
基于T型长桁铺层数不同的两块复合材料翼面加筋壁板试件SC-1和SC-2,开展轴压稳定性试验研究,并提出一种预测屈曲载荷及最小后屈曲承载能力的工程分析方法,结合有限元特征值屈曲分析方法、有限元弧长法对试件的屈曲载荷、屈曲模态及后屈... 基于T型长桁铺层数不同的两块复合材料翼面加筋壁板试件SC-1和SC-2,开展轴压稳定性试验研究,并提出一种预测屈曲载荷及最小后屈曲承载能力的工程分析方法,结合有限元特征值屈曲分析方法、有限元弧长法对试件的屈曲载荷、屈曲模态及后屈曲承载能力进行分析。试验结果表明,铺层数较多的试件SC-1的蒙皮局部屈曲应变较高,壁板也具有更高的屈曲载荷。在后屈曲阶段,SC-2加载到试验屈曲载荷的2.4倍未发生材料破坏和长桁蒙皮间脱粘损伤。工程分析方法和特征值屈曲分析能够准确预测壁板的屈曲载荷,最大误差分别为-9.3%和-2.8%,工程分析得到SC-2的最小后屈曲承载能力为试验屈曲载荷的2.09倍。有限元弧长法分析得到两件试件的屈曲载荷误差均小于1%,并具有壁板轴压屈曲模态预测和变形跟踪能力。 展开更多
关键词 加筋壁板 轴压稳定性 屈曲 工程分析 特征值 弧长法
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