【技术实现步骤摘要】
一种力学超材料压杆稳定性分析方法
本专利技术涉及超材料结构性能分析
，尤其涉及一种力学超材料压杆稳定性分析方法。
技术介绍
超材料指的是一些具有人工设计的结构并呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的复合材料，其突破了某些表观自然规律的限制，从而获得超常的材料功能。超材料具有广泛的应用前景，且囊括电子工程、凝聚态物理、微波、光电子学、经典光学、材料科学、半导体科学以及纳米科技等领域。而采用超材料制成的压杆结构可以应用于飞机汽车制造和工程机械制造等制造行业。现有技术中对于采用超材料构造而成的压杆结构的力学稳定性分析，通常采用3D打印原型实验验证或基于全尺寸模型的有限元分析的方法。但是，这两种方法所需的时间较长，工作效率低。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种力学超材料压杆稳定性分析方法。一种力学超材料压杆稳定性分析方法，包括以下步骤：获取样本超材料压杆的样本周期单元，根据所述样本周期单元构建有限元分析模型；获取目标超材料压杆的目标周期单元，根据所述有限元分析模型对所述...
【技术保护点】
1.一种力学超材料压杆稳定性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取样本超材料压杆的样本周期单元，根据所述样本周期单元构建有限元分析模型；/n获取目标超材料压杆的目标周期单元，根据所述有限元分析模型对所述目标周期单元进行有限元分析，获取若干特征刚度参数；/n根据所述目标超材料压杆的变形协调条件，结合所述若干特征刚度参数得到目标超材料压杆的整体刚度矩阵；/n建立屈曲控制方程，将设定的压杆边界条件和所述整体刚度矩阵带入所述屈曲控制方程，求解获取临界失稳载荷；/n将设计负载与所述临界失稳载荷进行比较，判断所述目标超材料压杆的稳定性。/n
【技术特征摘要】
1.一种力学超材料压杆稳定性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取样本超材料压杆的样本周期单元，根据所述样本周期单元构建有限元分析模型；
获取目标超材料压杆的目标周期单元，根据所述有限元分析模型对所述目标周期单元进行有限元分析，获取若干特征刚度参数；
根据所述目标超材料压杆的变形协调条件，结合所述若干特征刚度参数得到目标超材料压杆的整体刚度矩阵；
建立屈曲控制方程，将设定的压杆边界条件和所述整体刚度矩阵带入所述屈曲控制方程，求解获取临界失稳载荷；
将设计负载与所述临界失稳载荷进行比较，判断所述目标超材料压杆的稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种力学超材料压杆稳定性分析方法，其特征在于，所述获取目标超材料压杆的目标周期单元，具体包括：
所述目标超材料压杆由基本单元周期排布而成，将组成所述目标超材料压杆的基本单元作为所述目标周期单元。
3.根据权利要求1所述的一种力学超材料压杆稳定性分析方法，其特征在于，所述根据所述有限元分析模型对所述目标周期单元进行有限元分析，获取若干特征刚度参数，具体包括：
对所述目标周期单元进行四个有限元分析，在四个有限元分析中加载有特定形式的位移载荷，所述位移载荷包括应变和曲率，根据所述位移载荷在有限元分析模型中获取应变能和反作用力，根据所述应变能和反作用力得到所述特征刚度参数。
4.根据权利要求3所述的一种力学超材料压杆稳定性分析方法，其特征在于，所述四次有限元分析包括；
在第一次有限元分析中，第一应变和第一曲率分别设定为ε＝{0,0,ε3}和κ＝{0,0,0}，获取第一应变能U1和第一反作用扭矩，根据所述第一应变能和公式U1＝C3ε32/2获取第一特征刚度参数C3s，根据第一反作用扭矩和第一应变的比值得到第二特征刚度参数Hs，若超材料为非手性时，则Hs为0；
在第二次有限元分析中，第二应变和第二曲率分别设定为ε＝{0,0,0}和κ＝{0,0,τ}，获取第二应变能U2，根据所述第二应变能和公式U2＝D3τ2/2获取第三特征刚度参数D3s；
在第三次有限元分析中，第三应变和第三曲率分别设定为ε＝{ε1,0,0}和κ＝{0,0,0}，获取第三应变能U3，根据所述第三应变能和公式U3＝C1s(1-Hs2/C3sD3s)ε12/2获取第四特征刚度参数C1s，并根据对称性...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟福，林高建，
申请(专利权)人：北京理工大学重庆创新中心，北京理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50
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