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基于能量原理的双稳态各向同性柱壳力学特性研究
引用本文:吴耀鹏.基于能量原理的双稳态各向同性柱壳力学特性研究[J].应用力学学报,2011,28(3).
作者姓名:吴耀鹏
作者单位:西安建筑科技大学,710055,西安
基金项目:国家自然科学基金(50978216); 陕西省教育厅自然专项基金(2010JK634)
摘    要:双稳态结构可以在伸展和卷拢两种状态下均保持稳定,作为一种新型可展开空间结构,其在航空航天等领域具有广阔的应用前景。选取各向同性材料作为研究对象,并假定该材料为理想弹塑性材料。建立柱壳的力学计算模型,推导结构变形时应变能的解析表达式,基于能量原理导出柱壳在两个稳定状态下的卷曲半径。结果表明,基于全量理论和增量理论的模型均能反映结构的双稳态特性,但后者能更准确地预测两个稳态对应的卷曲半径的大小。对于文中给定的柱壳,全量理论导出的卷曲半径R3x相对于增量理论结果误差为5.2%~11.6%,R5y相对误差为29.8%~41.3%。另外,应用有限元软件ABAQUS对各向同性柱壳结构的双稳态过程进行数值模拟,数值结果与增量理论结果的相对误差为0.9%~13.2%,二者吻合较好。

关 键 词:双稳态  柱壳  理想塑性  应变能  数值模拟  

Study on mechanical behavior of bi-stable isotropic cylindrical shell based on the principle of minimum strain energy
Wu Yaopeng.Study on mechanical behavior of bi-stable isotropic cylindrical shell based on the principle of minimum strain energy[J].Chinese Journal of Applied Mechanics,2011,28(3).
Authors:Wu Yaopeng
Institution:Wu Yaopeng(School of Civil Engineering,Xi'an University of Architecture and Technology,710055,Xi'an,China)
Abstract:Bi-stable structure can be stable in both the extended and rolled-up configurations.As a novel deployable structure,it shows a wide application prospect in the field of aeronautics and astronautics,etc.Isotropic material that assumed to be elastic-perfectly plastic is taken as the research object.By building the mechanical model for the cylindrical shells,the analytical expressions of strain energy can be derived when a cylindrical shell deforms.Based on the principle of minimum strain energy,the rolled-up ...
Keywords:bi-stable  cylindrical shells  perfectly plastic  strain energy  numerical simulation    
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