蜂窩板片空間結(jié)構體系設計研究.pdf

1、金屬蜂窩夾層板由強而硬的薄金屬面板和輕而柔的厚夾芯層組成，這種結(jié)構具有重量輕、強度高、剛度大的特點，還可獲得良好的抗振、隔熱、隔音等性能，特別適用于要求以最輕的重量抵御強大氣荷載的航空及宇宙飛行器部件，同樣也適用于對結(jié)構自重較敏感的大跨空間結(jié)構，但真正能將蜂窩板材應用于板片空間結(jié)構的設計，還有許多工作要做。為此，本文圍繞著蜂窩板片空間結(jié)構體系的設計進行了以下諸方面的研究： (1)蜂窩夾層板屬于三維薄壁結(jié)構，本身較復雜，首要問題就

2、是求出它的等效彈性參數(shù)。本文首先給出了一種求解蜂窩夾層板剛度參數(shù)的數(shù)值方法，并建立蜂窩夾層板的精確有限元模型，考察表層面板和蜂窩夾芯對蜂窩夾層板剛度的影響，將計算結(jié)果與已有的試驗結(jié)果及理論公式作比較。結(jié)果表明，采用本文給出的數(shù)值計算方法得到的結(jié)果與試驗結(jié)果和理論公式得到的結(jié)果接近，誤差能滿足工程精度。 (2)將蜂窩夾層板替代傳統(tǒng)板片空間結(jié)構中的板片，蜂窩板與金屬桿件之間共同工作的模擬是一個關鍵問題。本文在板．桿之間加入了一種連接

3、件單元，建立蜂窩板-桿組合結(jié)構有限元模型，并與接觸元模型和完全協(xié)調(diào)有限元模型的結(jié)果作了對比。結(jié)果表明，采用連接件單元法的計算量比其它幾種方法要小，計算精度也能夠得到滿足。 (3)對多種跨度的蜂窩板-桿組合結(jié)構和純蜂窩板片結(jié)構進行了靜力分析，與同等跨度的實腹門式剛架進行了對比，然后對一種典型跨度的蜂窩板．桿組合結(jié)構和純蜂窩板片結(jié)構進行了彈性動力時程分析。計算結(jié)果表明，蜂窩板．桿組合結(jié)構和純蜂窩板片結(jié)構的靜、動力性能均優(yōu)于門式剛架。