结构在约束下和动力作用下屈曲的数值模拟

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本文阐述了显式动力有限元的基本理论,并使用大型有限元工程软件ANSYS/LS-DYNA、PAMCRASH对结构的屈曲现象进行了数值模拟。本文的研究工作主要有三部分组成:第一部分基于有限元程序ANSYS/LS-DYNA、PAMCRASH分别对两端铰接、等截面直杆在轴向动力载荷作用下的屈曲和刚性块轴向冲击作用下直杆的动力屈曲过程进行了数值模拟和分析。其中考虑了直杆动力屈曲过程中的应力波效应,验证了动力屈曲各阶临界载荷接近静力作用下的Euler临界力,轴向短时动载作用时,屈曲可能会激发多个模态。并讨论了不同质量刚性块和不同速度刚性块分别撞击弹性杆时质量、速度以及动量对各动力屈曲特征参数的影响;第二部分借助有限元软件ANSYS、PAMCRASH分别对约束下的矩形板(复合材料中的脱层)在静、动力作用下的屈曲进行了数值模拟,考虑了未断纤维的刚度及分布情况对脱层屈曲的临界载荷、屈曲模态、特征长度等特征值的影响。第三部分借助有限元软件PAMCRASH对蜂窝结构的横向冲压、剪切、轴向预压后的横向冲压和剪切等性能进行了数值模拟,其结果与实验结果吻合较好。通过比较得出一些非常有意义的结论。
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