[發明專利]一種網格開槽殼體的軸壓承載折減因子的預測方法

有效

• 申請號: 201710236619.6
• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN107145639B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 牛飛;陳劍峰;管飛;吳瑞華;嚴佳民;方澤平;楊東生;梁祖典;范新中;姚重陽;劉鵬;于賀;齊歆;陳增奎;丁國元;孟令濤;蔡亞楠;萬舒晨;林啟龍;錢昕
• 申請（專利權）人: 中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

1.一種網格開槽殼體的軸壓承載折減因子的預測方法，其特征在于，包括：

步驟1，建立網格開槽殼體對應的有限元模型；

步驟2，在網格開槽殼體中部的橫縱開槽交匯位置施加單一指定位移載荷，根據所述有限元模型和施加的單一指定位移載荷進行靜力分析，得到含初始單點凹陷缺陷的非完美結構模型，具體包括：

在網格開槽殼體中部的設定橫縱開槽交匯位置施加單一指定位移載荷，采用非線性隱式靜力學法進行幾何大變形靜力分析，得到單點凹陷變形分布；

根據所述單點凹陷變形分布確定凹陷區域節點位移量；

將所述凹陷區域節點位移量疊加至有限元模型，得到所述含初始單點凹陷缺陷的非完美結構模型；

步驟3，對所述含初始單點凹陷缺陷的非完美結構模型進行非線性后屈曲分析，得到軸壓極限載荷；

步驟4，通過改變所述單一指定位移載荷的大小，得到單點凹陷程度對軸壓承載的缺陷敏感性曲線；其中，所述單點凹陷程度對軸壓承載的缺陷敏感性曲線，用于指示不同初始單點的凹陷缺陷程度的軸壓極限載荷；

步驟5，根據所述單點凹陷程度對軸壓承載的缺陷敏感性曲線的收斂性，確定被引入單點凹陷缺陷程度；

步驟6，針對確定的被引入單點凹陷缺陷程度，通過改變單點凹陷的軸向位置，得到含初始單點凹陷缺陷的非完美結構模型集合；

步驟7，根據所述含初始單點凹陷缺陷的非完美結構模型集合，確定單點凹陷位置對軸壓承載的缺陷敏感性曲線；

步驟8，根據所述單點凹陷程度對軸壓承載的缺陷敏感性曲線和所述單點凹陷位置對軸壓承載的缺陷敏感性曲線，得到所述網格開槽殼體的軸壓承載折減因子的預測結果，具體包括：

根據所述單點凹陷程度對軸壓承載的缺陷敏感性曲線和所述單點凹陷位置對軸壓承載的缺陷敏感性曲線，將軸壓極限載荷的下限值與不引入任何缺陷的完美結構模型軸壓極限載荷做比，得到比值結果；

根據所述比值結果，得到所述網格開槽殼體的軸壓承載折減因子的預測結果。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立網格開槽殼體對應的有限元模型，包括：

當所述網格開槽殼體為截錐形網格開槽金屬殼體時，采用六面體實體單元對所述網格開槽殼體為截錐形網格開槽金屬殼體進行離散，建立所述有限元模型；其中，所述截錐形網格每個節點包括三個平動自由度，所述有限元模型的下端固支，上端面節點與端面圓心位置參考點剛性耦合、且參考點除軸向位移外的其余所有自由度被約束。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述含初始單點凹陷缺陷的非完美結構模型進行非線性后屈曲分析，得到軸壓極限載荷，包括：

在初始單點上施加軸壓位移載荷，采用顯示動力學法進行后屈曲分析，直至所述網格開槽殼體的結構發生壓潰破壞，通過繪制軸壓位移載荷加載點的位移-反力曲線，得到軸壓極限載荷。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過改變所述單一指定位移載荷的大小，得到單點凹陷程度對軸壓承載的缺陷敏感性曲線，包括：

通過改變所述單一指定位移載荷的大小，重復執行步驟1-3，得到不同初始單點凹陷缺陷程度的軸壓極限載荷；

根據得到的不同初始單點凹陷缺陷程度的軸壓極限載荷，繪制得到所述單點凹陷程度對軸壓承載的缺陷敏感性曲線。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述單點凹陷程度對軸壓承載的缺陷敏感性曲線的收斂性，確定被引入單點凹陷缺陷程度，包括：

從所述單點凹陷程度對軸壓承載的缺陷敏感性曲線中，篩選得到滿足設定收斂閾值的被引入單點凹陷缺陷程度。