沖擊載荷下加筋板結(jié)構(gòu)的非線性動力響應(yīng)及屈曲研究.pdf

1、加筋板結(jié)構(gòu)既能保證結(jié)構(gòu)的可靠性和耐用性，又能減輕結(jié)構(gòu)重量，提高結(jié)構(gòu)效率和經(jīng)濟(jì)性，因而在航空航天、橋梁和船舶等工程領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。但由于加強(qiáng)筋的引入帶來結(jié)構(gòu)上的不連續(xù)性和各向異性，因此分析它們的性能十分復(fù)雜。其中，對加筋板結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)尤其是非線性動力響應(yīng)的研究還很不充分。至于動力屈曲，即使是普通的板殼結(jié)構(gòu)還有許多問題尚需進(jìn)一步研究和完善，而對于沖擊載荷下加筋板結(jié)構(gòu)動力屈曲的研究，已公布的文獻(xiàn)更是少見。 本文主要是從理論上對沖擊

2、載荷下加筋板結(jié)構(gòu)的非線性動力響應(yīng)及動力屈曲問題進(jìn)行研究。研究工作的一個重要方面，就是通過合理的理論分析模型和有效的數(shù)值計(jì)算方法，研究加筋板結(jié)構(gòu)在沖擊載荷下的動態(tài)行為，探討加筋板結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)特征與機(jī)理，考察由于加強(qiáng)筋的引入所帶來的結(jié)構(gòu)上的不連續(xù)性和各向異性對結(jié)構(gòu)整體動態(tài)行為的影響。論文研究工作的主要內(nèi)容和成果如下： 1．采用符合船舶實(shí)際情況的彈性轉(zhuǎn)動約束邊界條件，推導(dǎo)計(jì)算加筋板在沖擊載荷下的非線性動力響應(yīng)及動力屈曲的數(shù)值解法，并對

3、加筋板動力響應(yīng)及動力屈曲的影響因素做了詳細(xì)分析。文中有關(guān)邊界約束影響的分析結(jié)論，可以為實(shí)際船體板架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算提供依據(jù)。 2．基于塑性理論，推導(dǎo)了計(jì)及軸力影響時(shí)，單軸對稱截面的軸力-彎矩交互作用關(guān)系式(或稱為廣義屈服條件)。文中所推出的理論公式，對結(jié)構(gòu)的塑性動力分析具有重要意義。 3．采用具有單軸對稱截面的梁(或交叉梁系)模型，分析了單向(或雙向)加筋板的大撓度塑性動力響應(yīng)問題，并將各種不同方法計(jì)算加筋板大撓度塑性動

4、力響應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行比較。 4．提出任意形狀的沖擊載荷可以用一個等效的矩形脈沖代換的簡化方法，并為驗(yàn)證其可行性作了詳細(xì)的對比計(jì)算。對于塑性變形的結(jié)構(gòu)，計(jì)算其最終塑性變形時(shí)，建議采用載荷等效代換的方法，可以使計(jì)算大為簡化。 5．采用Lee極值原理確定雙向加筋板結(jié)構(gòu)的大撓度剛塑性動力響應(yīng)的瞬時(shí)模態(tài)解，通過算例分析證實(shí)了利用Lee極值原理得到的瞬時(shí)模態(tài)解是一種研究結(jié)構(gòu)大撓度塑性動力響應(yīng)的簡單而實(shí)用的近似方法。 通過對多個算