[发明专利]一种网格开槽壳体的轴压承载折减因子的预测方法

说明书

本发明公开了一种网格开槽壳体的轴压承载折减因子的预测方法，包括：建立网格开槽壳体对应的有限元模型；在网格开槽壳体中部的横纵开槽交汇位置施加单一指定位移载荷并进行静力分析，得到含初始单点凹陷缺陷的非完美结构模型；在此基础上得到单点凹陷程度对轴压承载的缺陷敏感性曲线，以及，单点凹陷位置对轴压承载的缺陷敏感性曲线；根据单点凹陷程度对轴压承载的缺陷敏感性曲线和单点凹陷位置对轴压承载的缺陷敏感性曲线，得到网格开槽壳体的轴压承载折减因子的预测结果。本发明实现了对薄壁网格开槽壳体轴压极限载荷折减因子的预测，进而可以确定此类壳体轴压承载能力是否满足设计要求。

技术领域

本发明属于战术导弹结构强度设计分析技术领域，尤其涉及一种网格开槽壳体的轴压承载折减因子的预测方法。

背景技术

薄壁结构具有轻质和承载性能良好等特点，被广泛应用于弹箭体舱段结构设计中。为满足撞击测量光纤的铺设要求，某型靶弹末修舱和仪器舱金属壳体采用了一种光筒壳外刻光纤槽的结构形式。相比传统的网格加筋和蒙皮桁条式薄壁结构形式，设计人员对这种新型网格开槽壳体的力学承载性能缺乏工程经验，尤其是其承受轴向压力载荷时的稳定性折减因子缺乏工程化的预测方法，进而无法确定壳体的轴压承载能力。

近年来，薄壁筒壳结构轴压承载能力确认技术得到了国内外多家研究机构的重视，并且一致认为精细化仿真分析与折减因子预测理论与方法是未来航天结构减重的重要途径。无独有偶，多家机构均采用缺陷敏感性分析模型，通过虚拟试验和实物试验相结合的方法来对折减因子进行预测。然而，这种方法仍然需要大量实验验证来提供确定折减因子所需的概率密度信息，难以适用于战术型号快速化和低成本的设计要求。因此，围绕战术导弹用网格开槽薄壁壳体，研究一种快速化的折减因子的预测方法，具有重要的工程意义。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种网格开槽壳体的轴压承载折减因子的预测方法，用于预测薄壁网格开槽壳体轴压极限载荷折减因子，以确定壳体承载能力是否满足设计要求。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种网格开槽壳体的轴压承载折减因子的预测方法，包括：

步骤1，建立网格开槽壳体对应的有限元模型；

步骤2，在网格开槽壳体中部横纵开槽交汇位置施加单一指定位移载荷，根据所述有限元模型和施加的单一指定位移载荷进行静力分析，得到含初始单点凹陷缺陷的非完美结构模型；

步骤3，对所述含初始单点凹陷缺陷的非完美结构模型进行非线性后屈曲分析，得到轴压极限载荷；

步骤4，通过改变所述单一指定位移载荷的大小，得到单点凹陷程度对轴压承载的缺陷敏感性曲线；其中，所述单点凹陷程度对轴压承载的缺陷敏感性曲线，用于指示不同初始单点的凹陷缺陷程度的轴压极限载荷；

步骤5，根据所述单点凹陷程度对轴压承载的缺陷敏感性曲线的收敛性，确定被引入单点凹陷缺陷程度；

步骤6，针对确定的被引入单点凹陷缺陷程度，通过改变单点凹陷的轴向位置，得到含初始单点凹陷缺陷的非完美结构模型集合；

步骤7，根据所述含初始单点凹陷缺陷的非完美结构模型集合，确定单点凹陷位置对轴压承载的缺陷敏感性曲线；

步骤8，根据所述单点凹陷程度对轴压承载的缺陷敏感性曲线和所述单点凹陷位置对轴压承载的缺陷敏感性曲线，得到所述网格开槽壳体的轴压承载折减因子的预测结果。

在上述网格开槽壳体的轴压承载折减因子的预测方法中，所述建立网格开槽壳体对应的有限元模型，包括：