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相似文献
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1.
爆炸载荷作用下加筋板的失效模式分析及结构优化设计   总被引:5,自引:0,他引:5  
通过对爆炸载荷下具有1根加强筋的固支矩形加筋板的有限元模拟,探讨了抗爆加筋板结构优化设计方法,分析了加筋板的失效模式以及加强筋相对刚度和冲击载荷强度对加筋板失效模式的影响,指出了失效模式Ⅰ下的3种变形模态以及失效模式Ⅱ下的2种子失效模式,得到了失效模式Ⅰ下加强筋和加筋板最大挠度的近似计算公式,提出了单根加筋板的两种失效模式的判别条件,并对具有1根加强筋的固支矩形加筋板抗爆结构进行了优化设计。结果表明,通过数值模拟或模型实验可以求得任意加筋板结构由发生塑性大变形到发生破损的临界条件,从而确定抗爆性能最强时加筋板的质量与加强筋横截面尺寸及间距间的关系,实现对抗爆加筋板结构的优化设计。  相似文献   

2.
曲线加筋Kirchhoff-Mindlin板自由振动分析   总被引:2,自引:2,他引:0  
相比传统加筋板,曲线加筋板能够更充分地发挥材料力学性能.在加筋板力学分析中,厚板通常采用Reissner-Mindlin理论,然而当板厚较薄时易出现剪切自锁,离散的Kirchhoff-Mindlin理论采用假设剪切应变场可避免该问题.针对曲线加筋Kirchhoff-Mindlin板自由振动分析,采用离散的Kirchhoff-Mindlin三角形单元和Timoshenko曲梁单元分别模拟板和加强筋,根据板的位移插值函数及筋板交界面的位移协调条件,建立基于板单元位移自由度的有限元方程.为了验证方法的有效性和准确性,采用直线加筋薄板、曲线加筋薄板和厚板3种模型进行算例研究,通过收敛性和精度分析来选择合理的有限元网格密度.直线加筋薄板前20阶固有频率均与文献结果吻合良好;曲线加筋板算例中,本文方法满足收敛条件的板单元数目为2469,Nastran模型板单元数目为6243;本文所得曲线加筋板固有频率与Nastran计算结果最大误差为3.4%.研究结果表明,本文方法无需筋板单元共节点,可使用较少的有限元网格数量,并能够保证计算精度;在离散Kirchhoff-Mindlin三角形板单元基础上构造Timoshenko梁单元可同时适用于曲线加筋薄板与厚板自由振动分析.  相似文献   

3.
结合船舶加筋板结构缩尺模型的耐撞性试验和有限元仿真分析,研究了双壳船舷侧内、外壳结构的碰撞损伤特性,并在此基础上对舷侧内、外壳结构的碰撞损伤性能进行了分析比较.结果表明:虽然双壳船舷侧内、外壳结构在耐碰撞能力方面的差异不是很大,但在渐进破坏过程及其总体破坏模式方面却存在一些明显的区别.而加强筋的侧向挤压变形对加筋板总体碰撞损伤性能并不会产生很明显的影响.影响船体舷侧结构耐撞性能的主要内力要素是加强筋截面内的轴力以及船壳板中面内的膜力.为了提高加筋板结构的耐碰撞能力,就要尽可能地减小结构的局部弯曲变形,较好的设计方案是增加外壳板厚度和减小加强筋尺寸.  相似文献   

4.
对于在受压边筒支,纵向加筋的受压加筋板,本文给出了求解临界载荷的特片方程的精确形式,并用解析方法详细地分析了加强筋的扭转刚度对临界载荷和失稳模态的影响;指出了影响程度与加强筋的弯曲刚度及板的几何参数之间的关系。  相似文献   

5.
复合材料加筋板壳结构的后屈曲强度及破坏分析程序系统   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文介绍适用于复合材料(含各向同性材料)层合加筋板壳结构的后屈曲强度及破坏分析的程序系统的功能特点、原理和结构、通过一个受压剪载荷作用的加筋层合矩形板的破坏分析,并与试验结果作了比较,说明该程序系统的正确、可靠性。  相似文献   

6.
研究了两种铁磁材料结构(板梁和圆柱壳)在不同的磁场下固有频率的变化。频谱分析仪产生的扫频正弦信号通过压电陶瓷片对试件进行激励;压电薄膜作为感知元件再把感知信号送回频谱分析仪。根据共振原理,从频谱分析仪的频率响应曲线可以得到试件的各阶固有频率。通过改变外加磁场的大小,用同样的方法可以得到不同磁场下的固有频率。实验结果表明,铁磁板梁固有频率的变化很大程度上依赖于所施加磁场的方向:当磁场顺着板梁的长度方向时,板梁的固有频率会随着外加磁场的增大而增大;然而当磁场施加在板梁的厚度方向时,固有频率是先降低然后再升高。对铁磁材料圆柱壳,当磁场顺着圆柱壳的轴线方向增大时固有频率是逐渐增大然后达到一个饱和值。  相似文献   

7.
复合材料加筋结构可作为航空结构中的承力部件,其损伤与破坏对航空器的结构安全和服役性能至关重要.本文通过试验和数值仿真手段研究了短柱型复合材料结构压缩失效机理和极限承载力.通过短柱型单加筋板的轴向压缩破坏试验,分析梳理出界面脱粘和材料压溃两种典型失效形式;分别建立加筋板壳单元模型和实体单元模型,引入内聚力模型和Hashin 准则描述界面脱粘效应与材料破坏,结果表明壳单元模型配合内聚力模型和Hashin 准则可以有效地预测加筋板的极限承载力.分别讨论了加筋板长度、筋条高度、筋条/蒙皮刚度比等参数对加筋板的屈曲承载力的影响,为短柱型复合材料加筋壁板压缩损伤与破坏预测分析提供有益的参考.  相似文献   

8.
本文介绍适用于复合材料(含各向同性材料)层合加筋板壳结构的后屈曲强度及破坏分析的程序系统(COMPOSS程序系统)的功能特点、原理和结构,通过一个受压剪载荷作用的加筋层合矩形板的破坏分析,并与试验结果作了比较,说明该程序系统的正确、可靠性  相似文献   

9.
金灵智  王禹  郝鹏  张越一  王博 《力学学报》2023,55(5):1151-1164
加筋薄壁结构常被用于航空航天结构的轻量化设计.随着结构尺寸和几何特征的增加,需要更加精细的网格来满足分析精度的要求.传统的等几何方法采用NURBS张量积形式的拓扑结构,使得在分析过程中难以实现局部细化,而全局细化则会增加不必要的自由度.为了提升加筋板壳结构的数值分析精度和效率,提出一种基于RPHT (rational polynomial splines over hierarchical T-meshes)样条的加筋板壳自适应等几何屈曲分析方法.样条网格可以沿着加筋路径进行自适应的局部细化,有效提升低自由度下加筋板壳结构等几何屈曲分析的精度.首先,蒙皮和筋条分别采用RPHT样条曲面和NURBS样条曲线进行建模,几何建模与数值仿真采用统一的几何语言,实现建模与分析的一体化.其次,采用几何投影算法和样条插值算法实现筋条与蒙皮之间的高效高精度强耦合,并建立基于加筋路径驱动自适应网格细化方法.最后,曲线加筋板和网格加筋壳两个算例验证本方法的高效性和鲁棒性,通过与基于NURBS的等几何分析进行对比,本方法能够明显降低分析模型的总自由度.  相似文献   

10.
本文主要研究了流体负载下敷设去耦阻尼层的加筋板,在外界激励力作用下的振动和声辐射,推导出了敷设去耦层有限长加筋板的振动响应和水下辐射噪声近似解析解。采用弹性理论来描述去耦层,并采用模态迭加理论构造响应函数,将加强筋等效为线力的作用,以复模量形式计及去耦阻尼层损耗因子,建立了敷设去耦阻尼层加筋板的理论解析模型,结合加筋板与去耦层变形连续条件、结构与流体连续性条件组成了声-流体-结构的耦合方程,结合数值计算方法,得到了有限长加筋板结构的振动位移及水下辐射噪声。开展相应数值算例与模型试验结果吻合较好,验证本文方法的正确性。  相似文献   

11.
四边固定加劲板的非线性自由振动   总被引:1,自引:0,他引:1  
马牛静  王荣辉 《力学学报》2011,43(5):922-930
针对工程中常用的加劲板, 研究了非线性振动的求解方法与振动特性. 将加 劲板分为板与加劲肋两个部分考虑, 其中板视为考虑几何非线性的大挠度板, 加劲肋视为 Euler梁. 假定加劲板的位移, 利用Lagrange方程结合系统能量和振型叠加推导了加劲板的 动力平衡方程. 运用椭圆函数及摄动法计算加劲板非线性振动的单模态解, 多模态解则通过 增量迭代法进行求解. 最后, 结合有限元软件ANSYS对一个四边固定且不可移动的加劲板进 行分析, 讨论解的收敛性, 并分析两个方向设置不同数量加劲肋的情况下非线性自振频率与 振幅的关系, 得到了一些加劲板非线性振动特性.  相似文献   

12.
加筋板弹性大挠度的冲击响应分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
用半解析的方法分析了横向冲击载荷下加筋板的非线性瞬态响应。考虑膜力的存在 ,忽略筋截面上的剪切应力 ,引入板的应力函数 ,采用离散加筋板模型 ,运用能量原理建立加筋板的动响应控制方程。假设挠度为双级数形式 ,运用迦辽金法 ,将加筋板的动响应方程转化为一个多自由度的动力系统 ,采用数值方法来求解。最后给出了几个模型的计算结果。  相似文献   

13.
Based on the semi-analytical solution of the state-vector equation theory, a novel mathematical model for free vibration analysis of stiffened laminated plates is developed by separate consideration of plate and stiffeners. The method accounts for the compatibility of displacements and stresses on the interface between the plate and stiffeners, the transverse shear deformation, and naturally the rotary inertia of the plate and stiffeners. Meanwhile, there is no restriction on the thickness of plate and the height of stiffeners. To demonstrate the excellent predictive capability of the model, several examples are analyzed numerically. The model presented in this paper can also be easily modified to solve the problems of stiffened piezolaminated plates and shells, or plates and shells with piezoelectric material patches.  相似文献   

14.
为简化正交各向异性加筋板屈曲分析,本文将筋条位移场用其所在位置的板的位移表达,建立加筋板总势能,通过离散位移场,利用最小势能原理,推导出基于里兹法的正交各向异性加筋板屈曲分析控制方程,采用Matlab进行求解.基于本文推导的方程对单筋和三筋加筋板在不同压剪比下的屈曲荷载和模态进行分析,得到与Abaqus基本一致的结果.加筋板的屈曲荷载随着筋条数增加明显增大;压剪比为1∶1时,各阶屈曲荷载均最小;随着位移函数阶数提高,本文算法计算精度提高,但相应的计算量也显著增大.  相似文献   

15.
DYNAMIC BUCKLING OF STIFFENED PLATES UNDER FLUID-SOLID IMPACT LOAD   总被引:1,自引:0,他引:1  
A simple solution of the dynamic buckling of stiffened plates under fluid-solid impact loading is presented. Based on large deflection theory, a discretely stiffened plate model has been used. The tangential stresses of stiffeners and in-plane displacement are neglected. Applying the Hamilton‘ s principle, the motion equations of stiffened plates are obtained. The deflection of the plate is taken as Fourier series, and using Galerkin method, the discrete equations can be deduced, which can be solved easily by Runge-Kutta method. The dynamic buckling loads of the stiffened plates are obtained from Budiansky-Roth ( B-R ) curves.  相似文献   

16.
受面内冲击载荷下加筋板的非线性动态屈曲   总被引:6,自引:1,他引:5  
分析了受面内冲击载荷下加筋板的非线性弹性动态屈曲.考虑板与筋的膜力,忽略面内位移,运用Hamilton变分原理,得出非线性控制方程,采用双级数形式的挠度假设,由Galerkin方法得到离散方程组,根据B-R准则,判断加筋板的动态屈曲.  相似文献   

17.
利用ANSYS有限元方法分析了一系列的肋板,研究了加强肋的作用,提出了 优化肋设计的限制条件. 结果表明,由横向肋板产生的栅格数目不能小于肋板的长宽比. 换 句话说,横向加强肋必须把平板的长度划分为小于等于宽度的段. 结果还显示,加强肋的优 化几何特性与板的屈曲从整体模态到局部模态转变点相应. 而且,所有具有相似长宽比和肋 数的肋板,具有一个特定的比值$EI_{s}/aD$, 此时抗剪应力最佳.  相似文献   

18.
提出一种两步优化策略,以加筋板结构的固有频率最大化为目标函数,以结构所受外载荷作用的最大静变形为约束条件,开展薄板结构加筋构件的布局优化设计研究。为了降低加筋布局优化的难度,提高优化设计的效率,将加筋等效为一系列弹性铰(点)支撑,以便快速获得加筋横向移动的灵敏度信息。在基本不改变结构重量的情形下,通过合理布局加筋位置,能显著改善结构的刚度分布,提高结构的整体承载能力。随后,小幅调整加筋的截面尺寸,以满足对结构最大变形的设计要求。最后,用两个算例验证了所提优化方法的可行性和有效性。  相似文献   

19.
阻尼夹层筋板结构有限元动力分析   总被引:8,自引:2,他引:6  
在小变形线弹性理论基础上,导出了粘弹性阻尼夹层筋板壳结构的有限元动力方程,构造了壳单元、阻尼夹层壳单元和开口薄壁梁单元。采用这些单元可以很好地模拟具有不连续阻尼夹层处理的筋板壳结构。数值分析采用[3]中提出的两次渐近法。通过一块阻尼加筋板的特征分析和振动测量,证实了所建立的有限元两次渐近法的良好精度和广泛的工程适用性。  相似文献   

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