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双稳态薄壳结构的边界效应研究
  • ISSN号:1000-4750
  • 期刊名称:工程力学
  • 时间:2013.2.25
  • 页码:266-271
  • 分类:O343[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]西安建筑科技大学土木工程学院,西安710055
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(10072042,51108371);亚热带建筑科学国家重点实验室开放课题项目(2012KA02);陕西省教育厅科研计划项目(12JK0915)
  • 相关项目:基于能量原理的复合材料层合壳双稳态特性研究
作者: 吴耀鹏|
中文摘要:

改进壳结构力学模型,理论推导考虑边界效应时结构应变能的解析表达式。基于能量原理研究薄壳结构的双稳态特性,并导出其在稳定状态下的曲率和卷曲半径。对于有初始应力薄壳结构,其在卷曲状态下的应变能有极小值,存在第2个稳定状态,为双稳态结构。数值计算结果表明:同不考虑边界效应相比,考虑边界效应时薄壳结构第2个稳定状态的卷曲半径将变大,且对应的应变能较不考虑边界效应时小。另外,薄壳结构边界效应随着结构初始圆心角的增大而减小,且边界效应引起的位移相对于卷曲半径而言为高阶小量。该文结果与已有理论结果和有限元结果吻合较好,验证了模型的有效性。

英文摘要:

An improved model is proposed to derive the analytical expressions of strain energy taking into account boundary effects on the thin shell structures. Based on the principle of energy, the two stable configurations of the thin shell structures can be obtained, and the corresponding curvatures and rolled-up radii are derived. It is shown that the potential energy of the thin shell structure with initial stress is minimal when the shell is in the coiled state. The shell has the second stable configuration. Thusly, it is a bi-stable structure. Compared with the thin shell structure without a boundary effect, the computation shows that the rolled-up radius for the second stable state of the shell including a boundary effect becomes larger and the corresponding strain energy becomes smaller. In addition, the larger initial central angle for the cross-section of the thin shell structure, the smaller influence of the boundary effects will be. Compared with the rolled-up radii, the deformation caused by boundary effects is a higher order trace value. The theoretical results of this paper agree well with the exiting theoretical results and numerical results, which proves the validity of the models.

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期刊信息
  • 《工程力学》
  • 中国科技核心期刊
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  • 主编:袁驷
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  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4750
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2595/O3
  • 邮发代号:82-862
  • 获奖情况:
  • 1999年获在物理、力学类刊物中影响因子位居第二(0...
  • 国内外数据库收录:
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  • 被引量:32789