[发明专利]一种周期结构多轴加载屈曲行为预测方法在审
申请号: | 202210232447.6 | 申请日: | 2022-03-08 |
公开(公告)号: | CN114676517A | 公开(公告)日: | 2022-06-28 |
发明(设计)人: | 李冬明;孔令好;潘金虎;柳佳晖;邹有云;程鑫;朱伟 | 申请(专利权)人: | 武汉理工大学 |
主分类号: | G06F30/17 | 分类号: | G06F30/17;G06F30/23;G06F119/14 |
代理公司: | 武汉开元知识产权代理有限公司 42104 | 代理人: | 刘琳 |
地址: | 430070 湖*** | 国省代码: | 湖北;42 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 周期 结构 加载 屈曲 行为 预测 方法 | ||
1.一种周期结构多轴加载屈曲行为预测方法,其特征在于:所述方法包括:
步骤S1:根据周期结构的开孔方式设计简化计算模型;
步骤S2:根据周期结构预期得到的变形结果进行假设,基于不同结果、不同加载组合计算周期结构的屈曲变形侧向挠度曲线;
步骤S3:引入周期结构的传递因子;
步骤S4:计算周期结构的理论临界屈曲应变;
步骤S5:计算周期结构的实际临界屈曲应变;
步骤S6:绘制屈曲应变误差曲线,所述屈曲应变误差曲线为周期结构理论屈曲应变和有限元软件计算得到的周期结构屈曲应变两者之间的误差曲线;
步骤S7:判断周期结构是否存在不同模态转变,以确定理论临界屈曲应变计算公式的应用范围:未出现模态转变控制点则表明所述理论临界屈曲应变的计算过程是适用的,流程结束;
出现模态转变控制点则表明:在模态转变控制点之前,所述理论临界屈曲应变计算过程适用,在转变控制点之后,所述理论临界屈曲应变计算过程不适用,返回步骤S2调整假设条件重新计算。
2.根据权利要求1所述的一种周期结构多轴加载屈曲行为预测方法,其特征在于:步骤S1中设计简化计算模型的方法为将周期结构简化成代表性体积单元;将周期结构各孔壁转化为代表性计算单元;将周期结构孔壁简化为变截面杆单元;将周期结构水平方向加载位移量的影响转变成在结构的竖向杆件上施加的初始缺陷;得到周期结构化简后的变截面杆受压模型。
3.根据权利要求1所述的一种周期结构多轴加载屈曲行为预测方法,其特征在于:步骤S2中周期结构受到双轴加载,以双轴等比受压时的屈曲变形方式假设结构的侧向挠度曲线,屈曲变形侧向挠度曲线的公式为:
其中,ω(x)表示结构的侧向挠度曲线公式,C和m为常数,L表示竖向杆件的计算长度,x表示杆件计算点距离节点的距离。
4.根据权利要求2所述的一种周期结构多轴加载屈曲行为预测方法,其特征在于:步骤S3中所述周期结构的传递因子公式为:
其中,表示周期结构的传递因子,εS表示单轴压缩时周期结构的临界屈曲应变,εD表示双轴压缩作用下周期结构的临界屈曲应变,λ1和λ2分别表示竖向位移量和水平位移量。
5.根据权利要求3所述的一种周期结构多轴加载屈曲行为预测方法,其特征在于:步骤S3中求得周期结构不同开孔半径下、不同加载组合的结构传递因子,取结构传递因子的平均值作为纵坐标,加载组合作为横坐标,拟合出和周期结构相同开孔排布方案结构在不同加载组合下的结构传递因子计算公式:
其中:表示传递因子,表示加载比例。
6.根据权利要求4所述的一种周期结构多轴加载屈曲行为预测方法,其特征在于:步骤S4中计算周期结构的理论临界屈曲应变计算公式为:
利用传递因子计算公式可以得到周期结构在不同加载组合下的临界屈曲应变计算公式:
7.根据权利要求5所述的一种周期结构多轴加载屈曲行为预测方法,其特征在于:步骤S5中实际临界屈曲应变采用有限元软件计算得到,或者通过实验得到精确结果。
8.根据权利要求7所述的一种周期结构多轴加载屈曲行为预测方法,其特征在于:由于有限元软件的计算结果不可能在一个加载组合下出现两种不同的屈曲变形模式,所以模式转变控制点只能是在两个不同的屈曲变形模式对应的加载组合之间,故使用δ表示误差区间。
9.根据权利要求1所述的一种周期结构多轴加载屈曲行为预测方法,其特征在于:步骤S7中判断周期结构是否存在不同模态转变的方法为:判断步骤S6中所述屈曲应变误差曲线上是否存在极值点,存在则判定为周期结构存在不同模态转变,否则判定为周期结构不存在不同模态转变。
10.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9中任一项所述的方法。
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