[發(fā)明專利]一種橢圓柱殼體的外壓穩(wěn)定性計算方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310510383.6
• 申請日: 2023-05-08
• 公開（公告）號: CN116595738A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚念奎;張勇;劉志勇;周瑞鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司沈陽飛機設(shè)計研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15;G06F30/17;G06F119/02;G06F119/16
• 代理公司: 北京航信高科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

本申請屬于航空機械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性安全校核計算領(lǐng)域，特別涉及一種橢圓柱殼體的外壓穩(wěn)定性計算方法。包括：步驟一、獲取橢圓柱殼體的特征參數(shù)；步驟二、計算橢圓柱殼體的等效半徑；步驟三、計算橢圓柱殼體的徑向柔度以及軸向柔度，并根據(jù)所述徑向柔度以及所述軸向柔度計算調(diào)整系數(shù)；步驟四、計算橢圓柱殼體的臨界失穩(wěn)壓力；步驟五、計算外部壓力載荷作用下的橢圓柱殼體穩(wěn)定性安全裕度。本申請的橢圓柱殼體的外壓穩(wěn)定性計算方法，能夠依據(jù)橢圓柱殼體的材質(zhì)和幾何尺寸，校核在外部壓力載荷作用下的橢圓柱殼體的穩(wěn)定性裕度，適用范圍廣泛，可普遍應(yīng)用于各類橢圓柱殼體結(jié)構(gòu)強度設(shè)計和穩(wěn)定性安全校核。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于航空機械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性安全校核計算領(lǐng)域，特別涉及一種橢圓柱殼體的外壓穩(wěn)定性計算方法。

背景技術(shù)

橢圓柱殼體是一種常見的結(jié)構(gòu)形式，特別是作為功能艙、容器、管道，對于單向結(jié)構(gòu)空間受限的設(shè)計案例，通常用橢圓柱殼體形式替代圓柱殼體或球形殼體形式。但是，相對于圓柱殼體、球形殼體而言，同等外部壓力載荷條件下，橢圓柱殼體更加容易產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象，導(dǎo)致整個橢圓柱的波紋狀凹凸變形，甚至于產(chǎn)生不可恢復(fù)的褶皺、塌陷、破裂、壓潰，從而喪失其原有的使用功能。因此，需要一種適用的、精確的工程計算方法。

因此，希望有一種技術(shù)方案來克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的至少一個上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的是提供了一種橢圓柱殼體的外壓穩(wěn)定性計算方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一個問題。

本申請的技術(shù)方案是：

一種橢圓柱殼體的外壓穩(wěn)定性計算方法，適用于在外部壓力載荷作用下的各向同性金屬材質(zhì)的橢圓柱殼體，包括：

步驟一、獲取橢圓柱殼體的特征參數(shù)；

步驟二、計算橢圓柱殼體的等效半徑；

步驟三、計算橢圓柱殼體的徑向柔度以及軸向柔度，并根據(jù)所述徑向柔度以及所述軸向柔度計算調(diào)整系數(shù)；

步驟四、計算橢圓柱殼體的臨界失穩(wěn)壓力；

步驟五、計算外部壓力載荷作用下的橢圓柱殼體穩(wěn)定性安全裕度。

在本申請的至少一個實施例中，步驟一中，所述特征參數(shù)包括橢圓柱殼體材料的彈性模量E、泊松比μ，橢圓柱殼體的長度L、壁厚t，橢圓柱殼體的截面外廓橢圓的半長軸a、半短軸b。

在本申請的至少一個實施例中，步驟二中，所述計算橢圓柱殼體的等效半徑，包括：

橢圓柱殼體的等效半徑為：

其中，ρ為等效半徑，a為截面外廓橢圓的半長軸，b為截面外廓橢圓的半短軸，t為橢圓柱殼體的壁厚。

在本申請的至少一個實施例中，步驟三中，計算橢圓柱殼體的徑向柔度以及軸向柔度，并根據(jù)所述徑向柔度以及所述軸向柔度計算調(diào)整系數(shù)，包括：

橢圓柱殼體的徑向柔度為：

其中，χ為徑向柔度，ρ為等效半徑，μ為泊松比，t為橢圓柱殼體壁厚；

橢圓柱殼體的軸向柔度為：

其中，λ為軸向柔度，L為橢圓柱殼體的長度；

調(diào)整系數(shù)為：

其中，k為調(diào)整系數(shù)，a為截面外廓橢圓的半長軸，b為截面外廓橢圓的半短軸。

在本申請的至少一個實施例中，步驟四中，所述計算橢圓柱殼體的臨界失穩(wěn)壓力，包括：

橢圓柱殼體的臨界失穩(wěn)壓力為：