空間網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)多尺度分析方法研究.pdf

1、多尺度方法作為近年來(lái)迅速發(fā)展的新興結(jié)構(gòu)建模與分析方法，不僅使結(jié)構(gòu)建模變得更簡(jiǎn)便，同時(shí)較大的提高了計(jì)算效率，逐漸成為了關(guān)注熱點(diǎn)。且網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在動(dòng)載下的失效機(jī)理也一直是空間結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)，由于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的構(gòu)造復(fù)雜，在計(jì)算求解中帶來(lái)了不便，前期的研究都是基于精細(xì)化模型進(jìn)行的，不僅對(duì)計(jì)算機(jī)硬件性能要求甚高，同時(shí)耗時(shí)耗力。
　　本文在此背景下，對(duì)多點(diǎn)約束法與應(yīng)力連接法展開(kāi)了理論研究與數(shù)值模擬，并實(shí)現(xiàn)了跨結(jié)構(gòu)、材料層面的多尺度建模與分析。主

2、要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下：
　　首先，總結(jié)前人對(duì)多尺度方法的研究成果，選取多點(diǎn)約束法與應(yīng)力連接法作為研究對(duì)象，通過(guò)理論推導(dǎo)以及數(shù)值模擬，驗(yàn)證了兩種方法的精確性，并基于應(yīng)力連接法下給出了單元比例S的取值范圍。
　　然后，依據(jù)單層球面網(wǎng)殼的振動(dòng)臺(tái)倒塌試驗(yàn)，建立了三個(gè)剛度不等的多尺度模型，并在不同荷載工況下，研究其倒塌模式。結(jié)果表明：三個(gè)多尺度模型的倒塌模式與試驗(yàn)結(jié)果基本一致，雖然試驗(yàn)中人為因素、環(huán)境因素等造成的初始缺陷在數(shù)值模擬中無(wú)

3、法實(shí)現(xiàn)，但對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響較小，誤差在工程允許范圍內(nèi)。
　　最后，利用子模型法對(duì)凱威特型球面網(wǎng)殼進(jìn)行了跨尺度的裂紋擴(kuò)展分析，實(shí)現(xiàn)了在宏觀結(jié)構(gòu)層面觀測(cè)細(xì)觀球焊接處的裂紋擴(kuò)展全過(guò)程。該方法不僅減少了計(jì)算求解時(shí)間，同時(shí)使得模型更容易收斂，并有足夠的收斂空間允許對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整或網(wǎng)格細(xì)化，子模型更適用于裂紋擴(kuò)展等微觀研究。
　　通過(guò)對(duì)多尺度方法的理論研究以及實(shí)際應(yīng)用，證明了多尺度方法的合理性及其優(yōu)勢(shì)。本文雖只對(duì)網(wǎng)殼進(jìn)行了多尺度建模分析