蒙皮失稳分析报告

1、蒙皮失稳分析报告摘要本文是研究的是薄蒙皮受力之后的失稳问题。在材料和尺寸相同的情况下, 选取不同厚度的薄蒙皮做了基于patran的有限元分析，通过有限元分析得到了 一些基本的理论值并进行了数据的对比分析。通过一个实例与理论解进行的比 较验证该方法的准确性。关键词：有限元；薄蒙皮；失稳;目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark1 o Current Document 摘要I HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 第1章基于PARTRAN软件的蒙皮失稳特性研究111.1引言11 HYPERLINK l bookmark1

2、0 o Current Document 1.2实例分析111.2.1题目要求11 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 1.2.2结构的离散化11 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 1.2.3材料的定义11 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 1.2.4建立实体模型11 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 1.2.5建立有限元模型12 HYPERLINK l bookmark25 o Current D

3、ocument 1.2.6设置边界条件131.2.7显不结果14 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 1.3结果分析15 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 1.4本章小结16第1章 基于PARTRAN软件的蒙皮失稳特性研究1.1引言利用现成的商用软件来研究蒙皮在轴向载荷的作用下的失稳特性，可以减 少实验次数，降低实验成本，缩短研充周期。但由于结构的生产加工不能保证 理想状态，所以仍需进行适量实验进行验证。1.2实例分析1.2.1题目要求本文采用尺寸为边长为500mm的正方形蒙皮，对厚度分别为0.3

4、mm, 0.5mm, 0.7nun, 0.9mm, 1.1 nun, 1.3mm的蒙皮进行屈曲分析。蒙皮的材料为 2024_T3o以下实例以厚度0.7mm蒙皮为例。1.2.2结构的离散化本文采用2D shell （壳）单元对蒙皮进行离散化。通过定义单元的平面尺 寸，表面法向和初始曲率对参考面进行离散。应用壳单元可以模拟结构：该结构一个方向的尺度（厚度）远小于其它 方向的尺度，并忽略沿厚度方向的应力。结构的壁厚小于典型整体结构尺寸的 1/10, 一般就可以用壳单元进行模拟。1.2.3材料的定义本文采用的材料为铝合金2024_T3,其弹性模量为72.4GPa,泊松比为 0.33。1.2.4建立实体

5、模型建立一个500nunX500mm的平面。图1.1实体模型图1.2.5建立有限元模型首先进行网格划分，控制单元的长度为20mmo之后对生成的壳单元附 属性。下图以厚度0.7mm的蒙皮为例。图1.2有限元模型图1.2.6设置边界条件两个相对的非加载边简支约束Y、Z方向的平动自由度，一个非加载边 简支约束X、Y、Z方向的平动自由度，对边为加载边固支约束Y、Z方向的平 动自由度。载荷为X方向的线压力，大小为1 KN/mnio图1.3边界条件的设定1.2.7gri什ude, (NON-1.2.7gri什ude, (NON-图1.4蒙皮的屈曲变形图14 23:37:53lode 1 : Factor

6、= 0.2751 9, Eigenvectors, Translational Magnitude, (NON-LA、图1.5蒙皮的屈曲变形图1.3结果分析屈曲系数 屈曲系数 ansys- patran蒙皮厚度(mm)图L6蒙皮的屈曲系数图表L1蒙皮的屈曲系数表蒙皮厚度(111111 )0.30.50.70.91.11.3屈曲系数(ansys)0.021640.10020.27490.58421.0661.76屈曲系数(patian)0.021670.10030.27520.58481.0671.762观察可以发现尺寸材料相同的蒙皮越厚，它的屈曲系数越大，抵抗变形 的能力越强，同时会极大增加结构重量。当蒙皮尺寸大于1mm时，蒙皮厚度与 屈曲系数关系近似线性，当蒙皮尺寸小于1mm时，随着蒙皮厚度的减小曲线的 斜率逐渐减小。1.4本章小结本文通过商业有限元软件对蒙皮的屈曲进行模拟分析，应用壳单元对蒙 皮结构进行离散化，分析出不同厚度的蒙皮在理想情况下的失稳情况。得出以 下结论：当蒙皮尺寸大于1mm时，