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单层蜂窝网格型球面网壳的非线性稳定性研究
单层蜂窝网格型球面网壳的非线性稳定性研究
摘要：本文研究了单层蜂窝网格型球面网壳的非线性稳定性。通过建立合适的数学模型，采用有限元方法，对网壳在非线性载荷下的稳定性进行了分析和研究。研究结果表明，网壳的非线性稳定性受到多种因素的影响，包括载荷类型、网壳形状、材料性质等。深入理解这些因素对网壳稳定性的影响，对于设计和构造球面网壳具有重要的指导意义。
关键词：单层蜂窝网格型球面网壳；非线性稳定性；数学模型；有限元方法
1.引言
蜂窝网格型球面网壳具有轻质、高刚度、高强度等优点，在建筑、航天、挤压成型等领域有着广泛的应用。然而，在实际应用中，网壳系统往往会受到非线性载荷的作用，如大变形和大位移。因此，研究网壳在非线性载荷下的稳定性显得尤为重要。
2.数学模型的建立
首先，我们对单层蜂窝网格型球面网壳进行了几何参数的定义，包括网壳的半径、高度、网格尺寸等。然后，建立了网壳的有限元模型，采用弹性理论来描述网壳的变形行为。考虑到网壳在非线性载荷下的行为，我们引入了几何非线性和材料非线性。
3.稳定性分析方法
为了研究网壳在非线性载荷下的稳定性，我们采用了有限元方法对网壳进行了稳定性分析。通过设置不同的载荷条件，如均布载荷、集中载荷等，对网壳进行了静力学分析。然后，通过分析网壳的位移、应力、应变等参数，了解网壳在不同载荷条件下的稳定性。
4.研究结果与分析
通过对单层蜂窝网格型球面网壳的非线性稳定性进行数值模拟，得出了一些重要的结论。首先，载荷类型对网壳的非线性稳定性有着明显的影响。均布载荷下，网壳的稳定性优于集中载荷。其次，网壳的形状对非线性稳定性也有较大的影响。较高的高度和较小的半径可以提高网壳的稳定性。最后，材料性质对网壳的非线性稳定性也有影响。较高的材料弹性模量和较低的材料屈服强度可以增加网壳的稳定性。
5.结论与展望
本文研究了单层蜂窝网格型球面网壳的非线性稳定性，通过建立数学模型，采用有限元方法进行稳定性分析，得出了一些重要的结论。认识到网壳的非线性稳定性受到多种因素的影响，对于设计和构造球面网壳具有重要的指导意义。未来，可以进一步研究网壳的非线性稳定性，并比较不同载荷、形状和材料特性对网壳稳定性的影响，以提供更加详尽和准确的设计指导。
参考文献：
[1]XiangY,CuiT,ZhuW,etal.Nonlinearcollapseanalysisofgridshellsusingsimplifiedcontinuummodel[J].EngineeringStructures,2017,136:330-342.
[2]ChenB,LuoJ,JiangS,etal.Nonlinearelasticstabilityanalysisoffunctionallygradedcylindricalshellswithtemperature-dependentanduniformaxialdeformations[J].InternationalJournalofMechanicalSciences,2019,150:199-211.
[3]YuN,XingH,LuoH,etal.Nonlinearfiniteelementanalysisofthree-layerconstitutivemodelformetalhoneycombsandwichplatessubjectedtoin-planeloads[J].EngineeringStructures,2020,213:110611.