[发明专利]胶接层状球结构的应力与胶接层关联关系的确定方法

权利要求书

1.一种胶接层状球结构的应力与胶接层关联关系的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

基于预先设定的胶接层状球结构的材料、厚度以及外表面应力，建立胶接层状球结构模型；

根据弹性力学基本方程和预设的边界条件，确定所述胶接层状球结构模型在所述外表面应力下的应力解，所述应力解中含有级数；

根据所述级数的不同取值验证所述应力解的收敛性，并将收敛时的级数确定为目标级数；

根据确定出的目标级数对应的目标应力解，分别计算得到不同材料、厚度的胶接层状球结构模型对应的应力曲线；

基于各所述应力曲线，建立所述胶接层状球结构模型的应力与胶接层材料、胶接层厚度的关系表；

所述外表面应力表示为径向对称的均布点载荷；

所述根据确定出的目标级数对应的目标应力解，分别计算得到不同材料、厚度的胶接层状球结构模型对应的应力曲线，包括：分别在所述胶接层状球结构模型中胶接层连接的内层和外层材料相同、材料不同的情况下，保持所述胶接层厚度不变，改变所述胶接层的杨氏模量，得到所述胶接层状球结构模型对应的应力曲线；

或者，所述根据确定出的目标级数对应的目标应力解，分别计算得到不同材料、厚度的胶接层状球结构模型对应的应力曲线，包括：分别在所述胶接层状球结构模型中胶接层连接的内层和外层材料相同、材料不同的情况下，保持所述胶接层厚度不变，改变所述胶接层的泊松比，得到所述胶接层状球结构模型对应的应力曲线；

或者，所述根据确定出的目标级数对应的目标应力解，分别计算得到不同材料、厚度的胶接层状球结构模型对应的应力曲线，包括：分别在所述胶接层状球结构模型中胶接层连接的内层和外层材料相同、材料不同的情况下，保持所述胶接层材料不变，改变所述胶接层厚度，得到所述胶接层状球结构模型对应的应力曲线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述弹性力学基本方程包括物理方程、平衡方程和几何方程；其中，

所述物理方程用于表示应力与应变之间的关系，并表示为下式（1）：

（1）

其中，i表示胶接层状球结构模型中材料的编号，i=I表示内层材料，i=II表示外层材料，i=g表示胶接层材料，λⁱ和Gⁱ均表示材料i的拉密常数且由材料i本身的物理属性确定，表示材料i在球坐标系中r方向的正应力，表示材料i在球坐标系中θ方向的正应力，表示材料i在球坐标系中方向的正应力，表示材料i在球坐标系中r方向的正应变，表示材料i在球坐标系中θ方向的正应变，表示材料i在球坐标系中方向的正应变，表示材料i在球坐标系中法方向为θ方向、指向为方向的剪应力，表示材料i在球坐标系中法方向为r方向、指向为θ方向的剪应力，表示材料i在球坐标系中法方向为r方向、指向为方向的剪应力，表示材料i在球坐标系中法方向为θ方向、指向为方向的剪应变，表示材料i在球坐标系中法方向为r方向、指向为θ方向的剪应变，表示材料i在球坐标系中法方向为r方向、指向为方向的剪应变，所述球坐标系以所述胶接层状球结构模型的球心为原点建立，所述胶接层状球结构模型由内到外依次包括空心球、内层、胶接层、外层；

所述平衡方程表示为下式（2）：

（2）

其中，r、θ、分别表示球坐标系中r方向、θ方向、方向的坐标分量；

所述几何方程用于表示应变与位移之间的关系，并表示为下式（3）：

（3）

其中，分别表示材料i在球坐标系中r方向、θ方向、方向的位移分量。