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《周期變截面梁剛度分析的均勻化方法.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第l期機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2014年1月MachineryDesign&Manufacture21周期變截面梁剛度分析的均勻化方法劉洋，何斌，傅潔，范欽珊1,2(1．南京工業(yè)大學(xué)力學(xué)部，江蘇南京211816；2．清華大學(xué)航天航空學(xué)院，北京100084)摘要：現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)導(dǎo)致周期變截面梁廣泛存在于工程實(shí)踐，周期變截面梁的剛度分析方法是工程人員研究的熱點(diǎn)問題。該項(xiàng)研究基于邊界位移等效和截面轉(zhuǎn)角等效原理，運(yùn)用均勻化方法和Timoshenko梁理論，并借用ANSYS有限元分析軟件，推導(dǎo)出周期變截面梁的等效抗彎剛度和等效剪切剛度，提出了一種周期變截面梁剛度分析的新方法。并針對(duì)工程實(shí)例
2、，通過試驗(yàn)和方法的計(jì)算，一致的結(jié)果驗(yàn)證了提出的方法是一種精度較高、可行的周期變截面梁剛度分析工程方法。關(guān)鍵詞：周期變截面梁；均勻化方法；Timoshenko梁；等效剛度中圖分類號(hào)：TH16；U445．47+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001—3997(2014)01—0021—04StifnessAnalysisofthePeriodicVariableCross-SectionBeamBasedonHomogenizationMethodLIUYang，HEBin，F(xiàn)UJie，F(xiàn)ANQin-shan，(1．DivisionofMechanics．NanjingUni
3、versityofTechnology，JiangsuNanjing211816，China；2．SchoolofAerospace，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Themodemoptimizationdesignleadstothewidespreaduseofperiodicvariablecross-sectionbeaminengineeringpractice．a(chǎn)ndthestiffnessanalysisofperiodicvariablecross-sectionbeamisnowaho
4、tresearchissuesof￡eengineers．thisinvestigation，thehomogenizationmethodandTimoshenkobeamtheorywereusedtoderivetheequivalentbendingandshearstiffnessoftheperiodicvariablecross-sectionbeamviaANSYS，whichWO$basedontheequivalenceprincipleofboundarydisplacementandcross-sectioncorne~Anapplicatio
5、ncasewascalculatedbythisnewmethod．Throughthecomparisonoftheresultsofthetestandthecalculationusingthemethodabove，theaccordantresultsverifythatthecalculationprecisionishighenoughtomeetthedemandofprojectdesign．KeyWords：PeriodicVariableCross-SectionBeam；HomogenizationMethod；TimoshenkoBeam；E
6、quivalentStifness孔梁等效抗彎剛度的方法，得到相應(yīng)的剛度折減系數(shù)表。并在此1引言基礎(chǔ)上，根據(jù)蜂窩梁有限元分析結(jié)果，按照經(jīng)典力學(xué)中撓度一剛度周期變截面梁，即常說的蜂窩梁。與原型鋼梁相比，蜂窩梁或彎矩一曲率關(guān)系式反算剛度，提出了蜂窩梁等效抗彎剛度的合擴(kuò)大了構(gòu)件截面高度、增大了截面慣性矩，與實(shí)腹型鋼梁相比，在理表達(dá)式，并以常用的六邊形孔和圓孔為例，得到了腹板剛度折承載力相同的情況下，蜂窩梁能夠節(jié)約鋼材(25～30)％，節(jié)省油漆減系數(shù)表閣。文獻(xiàn)在楔形構(gòu)件和蜂窩梁的基礎(chǔ)上提出了楔形蜂窩和運(yùn)輸安裝費(fèi)用(1／6—1／3)，而且質(zhì)量輕、安裝吊裝方便1。蜂窩梁構(gòu)件。通過
7、對(duì)懸臂楔形蜂窩構(gòu)件進(jìn)行連續(xù)化處理，建立楔形蜂窩具有很多其他受彎構(gòu)件所不具備的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)日漸廣泛地被應(yīng)用構(gòu)件的微分方程，進(jìn)一步推導(dǎo)出楔形蜂窩構(gòu)件的剛度方程。于工程結(jié)構(gòu)中，是一種很有發(fā)展前途的構(gòu)件形式。對(duì)于蜂窩梁的剛度分析，現(xiàn)在的主要方法是對(duì)梁的整體進(jìn)對(duì)于蜂窩梁的強(qiáng)度計(jì)算，國內(nèi)外已經(jīng)有比較成熟的方法，而行研究，而根據(jù)均勻化方法l，將周期變截面梁看成是由含單一對(duì)于剛度分析，至今仍是各國工程人員研究的熱點(diǎn)問題。文獻(xiàn)目以孔洞的胞元周期重復(fù)構(gòu)造而成的。該方法的思路是從周期變截面懸臂梁為例，用當(dāng)量慣性矩講變截面梁轉(zhuǎn)化為剛度相當(dāng)?shù)牡冉孛媪褐羞x取一個(gè)具有代表l生的胞元
