空間網殼結構多尺度分析方法研究.pdf

1、多尺度方法作為近年來迅速發(fā)展的新興結構建模與分析方法，不僅使結構建模變得更簡便，同時較大的提高了計算效率，逐漸成為了關注熱點。且網殼結構在動載下的失效機理也一直是空間結構領域中的研究熱點，由于網殼結構的構造復雜，在計算求解中帶來了不便，前期的研究都是基于精細化模型進行的，不僅對計算機硬件性能要求甚高，同時耗時耗力。
　　本文在此背景下，對多點約束法與應力連接法展開了理論研究與數(shù)值模擬，并實現(xiàn)了跨結構、材料層面的多尺度建模與分析。主

2、要研究內容與結論如下：
　　首先，總結前人對多尺度方法的研究成果，選取多點約束法與應力連接法作為研究對象，通過理論推導以及數(shù)值模擬，驗證了兩種方法的精確性，并基于應力連接法下給出了單元比例S的取值范圍。
　　然后，依據單層球面網殼的振動臺倒塌試驗，建立了三個剛度不等的多尺度模型，并在不同荷載工況下，研究其倒塌模式。結果表明：三個多尺度模型的倒塌模式與試驗結果基本一致，雖然試驗中人為因素、環(huán)境因素等造成的初始缺陷在數(shù)值模擬中無

3、法實現(xiàn)，但對計算結果的影響較小，誤差在工程允許范圍內。
　　最后，利用子模型法對凱威特型球面網殼進行了跨尺度的裂紋擴展分析，實現(xiàn)了在宏觀結構層面觀測細觀球焊接處的裂紋擴展全過程。該方法不僅減少了計算求解時間，同時使得模型更容易收斂，并有足夠的收斂空間允許對模型進行調整或網格細化，子模型更適用于裂紋擴展等微觀研究。
　　通過對多尺度方法的理論研究以及實際應用，證明了多尺度方法的合理性及其優(yōu)勢。本文雖只對網殼進行了多尺度建模分析