圆柱壳结构外压弹塑性稳定性问题的半解析有限元法.docx

圆柱壳结构外压弹塑性稳定性问题的半解析有限元法
论文：圆柱壳结构外压弹塑性稳定性问题的半解析有限元法
摘要：
本文基于半解析有限元法，研究了圆柱壳结构的外压弹塑性稳定性问题。首先，介绍了圆柱壳结构的基本知识和受力特点，并着重阐述了外压载荷对圆柱壳结构的影响。接着，通过应力应变分析，简要介绍了弹性稳定和弹塑性稳定的概念，以及影响圆柱壳结构稳定性的因素。在此基础上，提出了半解析有限元法，详细说明了该方法的原理和步骤，以及在圆柱壳结构外压弹塑性稳定性分析中的应用。
通过对一具体圆柱壳结构的分析，本文得到了以下主要结论：在一定范围内，随着外压载荷的增加，塑性荷载作用下的圆柱壳结构更加稳定；随着圆柱壳结构细长比的增大，稳定性逐渐降低，当细长比趋近于无穷时，不论是在弹性稳定还是弹塑性稳定情况下，都会出现任意轻微扰动即可导致失稳破坏的情况。通过本文的研究，可以为实际工程应用提供一定的参考和指导。
关键词：圆柱壳结构，外压弹塑性稳定性，半解析有限元法，稳定性分析，细长比
Abstract：
Inthispaper,thesemi-analyticalfiniteelementmethodwasusedtostudytheexternalcompressiveelastic-plasticstabilityproblemofcylindricalshellstructures.Firstly,thebasicknowledgeandstresscharacteristicsofcylindricalshellstructuresareintroduced,andtheinfluenceofexternalcompressiveloadoncylindricalshellstructuresisemphasized.Then,throughstress-strainanalysis,theconceptsofelasticstabilityandelastic-plasticstabilityandthefactorsaffectingthestabilityofcylindricalshellstructuresarebrieflyintroduced.Onthisbasis,thesemi-analyticalfiniteelementmethodisproposed,andtheprincipleandstepsofthismethod,aswellasitsapplicationintheanalysisoftheexternalcompressiveelastic-plasticstabilityofcylindricalshellstructures,areexplainedindetail.
Throughtheanalysisofaspecificcylindricalshellstructure,thefollowingmainconclusionsareobtainedinthispaper:withinacertainrange,withtheincreaseofexternalcompressiveload,cylindricalshellstructuresunderplasticloadaremorestable;withtheincreaseoftheaspectratioofcylindricalshellstructures,thestabilitygraduallydecreases.Whentheaspectratiotendstoinfinity,instabilityanddamagecanoccurwithanyslightdisturbance,whetherinelasticstabilityorelastic-plasticstability.Thisstudycanprovidesomereferenceandguidanceforpracticalengineeringapplications.
Keywords:cylindricalshellstructure,externalcompressiveelastic-plasticstability,semi-analyticalfiniteelementmethod,stabilityanalysis,aspectratio