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横向剪切刚度估计方法、均匀化仿真方法、系统与介质技术方案

技术编号:43314140 阅读:18 留言:0更新日期:2024-11-15 20:16
本发明专利技术提供一种横向剪切刚度估计方法、均匀化仿真方法、系统与介质,该方法适用于周期性壳,通过引入粗尺度坐标系和细尺度坐标系,利用壳的渐进均匀化理论,获得计算周期性壳横向剪切刚度的方法,通过经典均匀化过程确定出满足位移形式的周期性壳横向剪切刚度矩阵E的系数。本发明专利技术的方法适用于含有任意夹杂或边界的周期性壳,如空心楼盖、三明治结构、华夫饼结构和板‑格子结构等;同时适用于匀质厚壳、层压壳的横向剪切刚度计算。在此基础上,进一步将所得的横向剪切刚度代入均匀化壳的有限元模型中,可对周期性壳进行均匀化仿真,得到精确的位移和内力,以极小的计算代价和计算精度损失得到精确的位移和内力,满足工程设计的需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合壳的性能检测,具体而言涉及一种横向剪切刚度估计方法、均匀化仿真方法、系统与介质,适用于周期性壳。


技术介绍

1、复合壳结构是指由多层材料经由层压等方式结合而形成的新型材料,在轻量化、高强度和刚性、耐温、耐腐蚀、设计灵活等方面具有显著的优点,在航空航天工程、汽车工业、船舶与海洋工程、化学工程、风力发电、现代建筑工程与施工等领域具有广泛的应用前景。

2、复合壳结构的性能受组成层水平的影响,包括组成材料、材料界面、几何形状、轴力效应以及临近支撑等,通过实验、数值模拟或理论推导的方法可测定和估计层面的应力、应变、失效和损伤等壳结构性能。在工程实践中,壳的横向剪切刚度对壳的力学性能和行为影响显著,其表示壳结构在沿法线方向受到外力作用产生相对位移所引起的剪应力与该位移的比值,表明了壳结构受到横向力作用时所表现出的抵抗变形的能力,无论是匀质厚壳、层压壳和周期性壳结构的设计,了解和确定壳的横向剪切刚度对于设计轻质化结构件、建筑物预制构件等壳结构具有至关重要的意义。

3、目前,对于匀质厚壳和层压壳已有相关计算横向剪切刚度的理论和方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种横向剪切刚度估计方法,适用于周期性壳,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的横向剪切刚度估计方法,其特征在于,所述步骤1中,所述基于粗尺度坐标系(α1, α2, γ)下壳的厚度以及细尺度坐标系(y1, y2, z)下壳的单胞横向尺寸建立关系,具体如下:

3.据权利要求1所述的横向剪切刚度估计方法,其特征在于,所述步骤3中,所述根据在正交曲线坐标系下壳的应变位移关系,基于α1, α2, γ方向的相对位移获得基于壳的相对位移的应变函数,并确定与摄动系数相应的应变张量,包括:

4.根据权利要求1所述的横向剪切刚度估计方法,其特征...

【技术特征摘要】

1.一种横向剪切刚度估计方法,适用于周期性壳,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的横向剪切刚度估计方法,其特征在于,所述步骤1中,所述基于粗尺度坐标系(α1, α2, γ)下壳的厚度以及细尺度坐标系(y1, y2, z)下壳的单胞横向尺寸建立关系,具体如下:

3.据权利要求1所述的横向剪切刚度估计方法,其特征在于,所述步骤3中,所述根据在正交曲线坐标系下壳的应变位移关系,基于α1, α2, γ方向的相对位移获得基于壳的相对位移的应变函数,并确定与摄动系数相应的应变张量,包括:

4.根据权利要求1所述的横向剪切刚度估计方法,其特征在于,所述步骤5中,所述得到与摄动系数相应的应力张量,表达为:

5.根据权利要求4所述的横向剪切刚度估计方法,其特征在于,所述步骤7中,所获得的以相对位移表示的考虑横向剪切变形的平衡方程表达为:

6.根据权利要求5所述的横向剪切刚度估计方法,其特征在于,所述步骤8中,...

【专利技术属性】
技术研发人员:印长俊谢思雨李卓
申请(专利权)人:湘潭大学
类型:发明
国别省市:

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