薄壁加筋圓柱殼后屈曲分析方法研究

李慶亞,譚福穎,喬 玲,董萼良,費慶國

(1．東南大學 工程力學系, 南京 210096；2.江蘇省工程力學分析重點實驗室, 南京 210096)

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薄壁加筋圓柱殼后屈曲分析方法研究

李慶亞1,2,譚福穎1,2,喬 玲1,2,董萼良1,2,費慶國1,2

(1．東南大學 工程力學系, 南京 210096；2.江蘇省工程力學分析重點實驗室, 南京 210096)

基于有限元采用非線性顯式動力學分析方法，開展了軸壓作用下薄壁加筋圓柱殼結構的后屈曲行為研究，比較了加筋圓柱殼結構筋條截面高寬比、蒙皮厚度、加筋疏密程度等結構幾何參數對顯式非線性算法計算屈曲臨界載荷與隱式非線性算法計算結果的差異。研究結果表明，結構筋條質量與蒙皮質量之比大于0.4時，顯式計算結果與隱式計算結果趨于一致，當筋條質量與蒙皮質量之比小于0.4時，顯式算法計算結果與隱式算法計算結果會產生波動性差異。顯式非線性分析能快速高效分析筋條質量與蒙皮質量之比大于0.4的薄壁加筋圓柱殼結構后屈曲行為。

加筋圓柱殼；后屈曲；顯式動力學分析

0 引言

薄壁圓柱殼是工程中常用的殼體結構，在工業領域有著廣泛的用途，這類薄壁結構的靜強度失效很大一部分是由于其喪失穩定所引起的，受載時在未達到強度破壞前就發生失穩破壞[1-2]。為提高薄壁結構的承載力，在設計中通常增設筋條，薄壁加筋殼結構在飛行器設計中得到了廣泛應用[3-5]。例如，運載火箭的主承力筒結構，加筋不僅可增加結構的整體剛度，發揮筋條和蒙皮的雙重作用，而且還能提高結構的穩定性[6]，加筋殼結構的屈曲臨界載荷遠遠超過同等質量的光滑殼體的臨界載荷[7]。……