[发明专利]一种混合结构温度应力计算方法

摘要

本发明涉及结构强度分析技术领域，特别涉及一种混合结构温度应力计算方法。该方法应用非线性有限元软件ABAQUS，进行金属复材混合结构精确热应力分析及螺栓载荷分配计算；采用本发明提出的方法对螺栓连接的金属、复材混合结构进行精确温度应力分析，精确捕捉结构应力；对复杂受力状态的连接螺栓进行变形模拟，获取连接螺栓内力；高精度的金属、复材混合结构热应力模拟解决了结构重量偏于保守的问题，有效减轻结构重量。

主权项

1.一种混合结构温度应力计算方法，该方法应用非线性有限元软件ABAQUS，进行金属复材混合结构精确热应力分析及螺栓载荷分配计算；其特征在于：计算步骤如下：第一步：对现有的结构进行受力形式初步工程分析，对结构中的次承力受力因素不予考虑，对主要的关键结构进行细节分解，以便进行前处理建模；所述前处理建模包括以下内容：1)复材、金属结构螺栓连接，考虑螺栓与金属、复材结构实际接触状态变化，建立螺栓‑金属、螺栓‑复材的摩擦弹塑性接触对以模拟结构实际传力路线；2)螺栓、金属本体结构局部进入塑性，考虑材料非线性的影响，对材料塑性段进行线性化分解近似处理，输入螺栓及单双耳相应的塑性数据，以便对应力水平、载荷传递路径进行精确模拟；3)大温度载荷下结构产生大应变，几何非线性作用其中，几何非线性作用使结构的应力扩散范围、扩散路径发生变化，分析中考虑其影响以准确表征其变化；4)对高应力螺栓‑复材、螺栓—金属接触区域进行小尺寸二次单元六面体网格剖分模拟结构传载及关注部位应力水平，对其他区域进行一次的粗网格剖分；第二步，选择相应求解器求解，第三步，依据求解结果，确定复材结构精确温度应力数值；第四步，提取连接螺栓载荷并查看螺栓关键部位的变形数值，依据刚度指标确定结构刚度是否合理。