板片空間結構接觸問題定量分析有限元模型的研究.pdf

1、板片空間結構體系是由輕質、高強的復合板片和薄壁金屬骨架通過特定的方式組合而成的一種新型空間結構體系,這種結構體系將結構材料在空間上進行合理的分布,將航空結構原理應用于土建結構,采用非常薄的板材使結構主要產(chǎn)生直接應力,充分利用了結構材料,達到了體系受力合理,用材經(jīng)濟的目的.在板片空間結構體系中,板片與金屬骨架的非協(xié)調接觸處通過接觸作用傳遞相互之間的作用力,來實現(xiàn)板片與金屬骨架的共同工作.而接觸問題一直是理論研究及工程設計中的一個復雜問題,

2、接觸狀態(tài)的約束方程作為非線性約束控制全過程,接觸問題表現(xiàn)出很強的非線性特征.對板片空間結構體系共同工作問題的已有研究,大都集中在定性的分析上,在定量分析方面該如何合理地建立有限元分析模型,更為關鍵的是如何合理地設置板片與金屬骨架之間的接觸單元,這方面的研究工作很少.因此,對這一結構體系的接觸共同工作問題有限元模型進行定量的分析,對這一空間結構體系的研究及設計應用具有很大的理論意義及工程應用價值.該文詳細描述并分析了接觸問題的力學狀態(tài)控制

3、方程,介紹了將其通過約束變分原理來引入泛函變分的求解全過程,并給出了基于有限元數(shù)值求解方法的列式.針對板片空間結構這一結構形式,研究了接觸問題定量化分析的有限元方法.為了考察所考慮接觸單元的數(shù)量對板片空間結構各構件的力學性能計算值的影響,論文中詳細分析了考慮有各種不同接觸單元安置數(shù)量的板片空間結構在各荷載工況下計算所得的力學指標,得出了一些非常有益的結果.該文提出的考慮接觸的計算模型,能真實地反映板片空間結構體系中板與骨架之間的實際工作