[發(fā)明專利]一種網(wǎng)格開槽殼體的軸壓承載折減因子的預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710236619.6
• 申請(qǐng)日: 2017-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN107145639B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛飛;陳劍峰;管飛;吳瑞華;嚴(yán)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(guó)元;孟令濤;蔡亞楠;萬舒晨;林啟龍;錢昕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發(fā)明公開了一種網(wǎng)格開槽殼體的軸壓承載折減因子的預(yù)測(cè)方法，包括：建立網(wǎng)格開槽殼體對(duì)應(yīng)的有限元模型；在網(wǎng)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并進(jìn)行靜力分析，得到含初始單點(diǎn)凹陷缺陷的非完美結(jié)構(gòu)模型；在此基礎(chǔ)上得到單點(diǎn)凹陷程度對(duì)軸壓承載的缺陷敏感性曲線，以及，單點(diǎn)凹陷位置對(duì)軸壓承載的缺陷敏感性曲線；根據(jù)單點(diǎn)凹陷程度對(duì)軸壓承載的缺陷敏感性曲線和單點(diǎn)凹陷位置對(duì)軸壓承載的缺陷敏感性曲線，得到網(wǎng)格開槽殼體的軸壓承載折減因子的預(yù)測(cè)結(jié)果。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)薄壁網(wǎng)格開槽殼體軸壓極限載荷折減因子的預(yù)測(cè)，進(jìn)而可以確定此類殼體軸壓承載能力是否滿足設(shè)計(jì)要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)分析技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種網(wǎng)格開槽殼體的軸壓承載折減因子的預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

薄壁結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)和承載性能良好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于彈箭體艙段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。為滿足撞擊測(cè)量光纖的鋪設(shè)要求，某型靶彈末修艙和儀器艙金屬殼體采用了一種光筒殼外刻光纖槽的結(jié)構(gòu)形式。相比傳統(tǒng)的網(wǎng)格加筋和蒙皮桁條式薄壁結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)人員對(duì)這種新型網(wǎng)格開槽殼體的力學(xué)承載性能缺乏工程經(jīng)驗(yàn)，尤其是其承受軸向壓力載荷時(shí)的穩(wěn)定性折減因子缺乏工程化的預(yù)測(cè)方法，進(jìn)而無法確定殼體的軸壓承載能力。

近年來，薄壁筒殼結(jié)構(gòu)軸壓承載能力確認(rèn)技術(shù)得到了國(guó)內(nèi)外多家研究機(jī)構(gòu)的重視，并且一致認(rèn)為精細(xì)化仿真分析與折減因子預(yù)測(cè)理論與方法是未來航天結(jié)構(gòu)減重的重要途徑。無獨(dú)有偶，多家機(jī)構(gòu)均采用缺陷敏感性分析模型，通過虛擬試驗(yàn)和實(shí)物試驗(yàn)相結(jié)合的方法來對(duì)折減因子進(jìn)行預(yù)測(cè)。然而，這種方法仍然需要大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證來提供確定折減因子所需的概率密度信息，難以適用于戰(zhàn)術(shù)型號(hào)快速化和低成本的設(shè)計(jì)要求。因此，圍繞戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈用網(wǎng)格開槽薄壁殼體，研究一種快速化的折減因子的預(yù)測(cè)方法，具有重要的工程意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種網(wǎng)格開槽殼體的軸壓承載折減因子的預(yù)測(cè)方法，用于預(yù)測(cè)薄壁網(wǎng)格開槽殼體軸壓極限載荷折減因子，以確定殼體承載能力是否滿足設(shè)計(jì)要求。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種網(wǎng)格開槽殼體的軸壓承載折減因子的預(yù)測(cè)方法，包括：

步驟1，建立網(wǎng)格開槽殼體對(duì)應(yīng)的有限元模型；

步驟2，在網(wǎng)格開槽殼體中部橫縱開槽交匯位置施加單一指定位移載荷，根據(jù)所述有限元模型和施加的單一指定位移載荷進(jìn)行靜力分析，得到含初始單點(diǎn)凹陷缺陷的非完美結(jié)構(gòu)模型；

步驟3，對(duì)所述含初始單點(diǎn)凹陷缺陷的非完美結(jié)構(gòu)模型進(jìn)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(diǎn)凹陷程度對(duì)軸壓承載的缺陷敏感性曲線；其中，所述單點(diǎn)凹陷程度對(duì)軸壓承載的缺陷敏感性曲線，用于指示不同初始單點(diǎn)的凹陷缺陷程度的軸壓極限載荷；

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

步驟6，針對(duì)確定的被引入單點(diǎn)凹陷缺陷程度，通過改變單點(diǎn)凹陷的軸向位置，得到含初始單點(diǎn)凹陷缺陷的非完美結(jié)構(gòu)模型集合；

步驟7，根據(jù)所述含初始單點(diǎn)凹陷缺陷的非完美結(jié)構(gòu)模型集合，確定單點(diǎn)凹陷位置對(duì)軸壓承載的缺陷敏感性曲線；

步驟8，根據(jù)所述單點(diǎn)凹陷程度對(duì)軸壓承載的缺陷敏感性曲線和所述單點(diǎn)凹陷位置對(duì)軸壓承載的缺陷敏感性曲線，得到所述網(wǎng)格開槽殼體的軸壓承載折減因子的預(yù)測(cè)結(jié)果。

在上述網(wǎng)格開槽殼體的軸壓承載折減因子的預(yù)測(cè)方法中，所述建立網(wǎng)格開槽殼體對(duì)應(yīng)的有限元模型，包括：