航天结构中简化梁模型的材料修正方法研究

摘要

为了建立或修正火箭结构的简化梁模型,以获取结构在动力外载作用下的响应特性,需要首先准确获取结构各部段的刚度特性。目前,对部段刚度的提取主要使用只考虑弯曲变形的经典梁理论;但是,火箭结构的主要部段结构并不符合经典梁模型的细长梁假设,这就需要在建模中引入剪切变形。本文对经典梁理论和考虑了剪切变形的Timoshenko梁理论在弯矩和横向切力作用下的静力响应进行了比较研究,并提出了按照精细有限元模型静力计算结果或静力试验数据计算等效Timoshenko梁模型刚度及截面参数的方法。作者将本文方法应用于火箭结构中应用广泛的蒙皮桁条结构,通过计算结果的对比,证明了本文提出的建模方法可更准确的描述结构的静力及动力学特性。