型材构件局部屈曲/后屈曲分析

bb20920d · 发表于 2022-4-4 15:04:31

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工程中型材构件的应用以及相关结构设计，需要考察其刚度、强度和稳定性等条件是否满足设计要求。在诸多因素中，型材构件的稳定性是决定其承载能力的关键。因而，型材构件的屈曲/后屈曲分析，特别是局部后屈曲分析，是理论研究的重点。本文以弹性稳定性理论为基础，将型材构件的局部屈曲/后屈曲题目构造成简单板元的屈曲题目。基于板的屈曲理论，对各向同性材料和各向异性复合材料型材构件的局部屈曲/后屈曲行为进行了理论分析，得到了具有良好工程应用性的封闭解。以此为基础，本文分别对角型材构件和槽型材构件局部屈曲/后屈曲进行了理论研究，并针对工程应用，对型材设计参数进行了较为深入的优化分析。主要内容如下：首先，对于具有较薄的肢厚或较大的宽厚比的型材构件（杆件），当截面上有较大的压应力而杆件尚未发生整体失稳时，先发生局部屈曲失稳。另一方面，型材构件进入后屈曲阶段，仍具有承载能力。本文通过边界支撑等效和翼板宽度等效，将角型材和槽型材构件等效成简单板材件。通过分析板材件屈曲/后屈曲来研究角型材和槽型材构件的局部屈曲/后屈曲，得到型材构件局部屈曲临界载荷和后屈曲应力分布等力学特性，并对两种型材构件进行了对比分析。其次，本论文将各向同性材料角型材和槽型材构件的局部屈曲/后屈曲理论，应用到复合材料型材构件屈曲/后屈曲分析中，分别研究了截面几何参数和层合板铺层方式等因素对型材构件局部屈曲/后屈曲的影响。最后，采用有限元软件ANSYS建立角型材和槽型材构件的三维实体模型，对角型材和槽型材构件局部屈曲/后屈曲进行数值模拟分析。本论文的理论解与有限元模型计算结果进行了比较，取得了良好的一致性，证明了本文方法的适用性和准确性，为型材构件及相关结构设计和优化提供了理论指导和依据。

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