考虑连接刚度的蜂窝夹层结构特性的计算研究

摘要

本文以考虑边界非线性的蜂窝夹层结构的卫星平台受到起吊冲击载荷作用下的力学特性为工程背景.文中第二章总结了蜂窝夹层结构的三种等效方法:三明治板、蜂窝板和等效板,通过数值算例比较了这三种方法的等效效果以及等效模型的优缺点.针对等效板模型推导了计算真实应力的公式,并进行了数值分析.第三章简述了工程上常见的盘式连接接触问题的非线性有限元理论,并在第四章给出两个板搭接形式的数值算例,并与不考虑边界非线性的情况进行对比分析.第五章针对含有很多对接面的蜂窝结构,如卫星这类复杂的航天器,提出采用连接刚度系数模拟连接边界的有限元模型的方法,解决了建模困难,计算时间长的问题.第六章对具体的一个卫星平台,计算了在受到冲击载荷作用下结构的力学特性,给试验提供了参考的数据.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1论文的工程背景

1.2蜂窝夹层结构的研究概况

1.2.1蜂窝夹层结构的研究历史及计算方法

1.2.2目前流行的计算模型

1.3接触问题的研究概况

1.3.1接触问题研究的历史和现状

1.3.2基于变分不等式描述的接触问题求解的数学规划方法

1.4本文所做的工作

第二章蜂窝结构力学特性的研究

2.1引言

2.2复杂蜂窝夹层板的力学研究方法

2.2.1三明治夹芯板理论

2.2.2蜂窝板理论

2.2.3等效板理论

2.3数值算例

第三章接触问题的非线性有限元理论基础

3.1引言

3.2节点对模型分析接触问题

3.2.1接触边界条件

3.2.2接触增量方程的建立

3.2.3接触边界条件的代入

3.2.4判断新的接触准则

第四章连接结构中的典型接触问题

4.1引言

4.2有预紧力的盘式接触问题

4.2.1盘式接触的模型

4.2.2螺栓的模型

4.2.3预紧力问题的处理

4.3有预紧力的盘式接触问题算例

第五章连接刚度在整体模型中的应用

5.1引言

5.2连接刚度的应用

5.3数值算例

第六章综合应用算例

6.1工程实例背景

6.2整体计算模型简介

6.2.1蜂窝板的等效

6.2.2卫星平台有限元模型

6.3连接边界计算模型简介

6.3.1板件连接边界的接触计算模型

6.3.2建模原则

6.4材料

6.5边界条件

6.6载荷

6.7计算结果

6.7.1连接刚度计算结果

6.7.2卫星平台平吊

6.7.3卫星平台斜吊

6.7.4结果讨论

结束语

在学期间发表的学术论文

致谢

参考文献

西北工业大学学位论文知识产权声明书和西北工业大学学位论文原创性声明