鋼絲纏繞增強(qiáng)塑料復(fù)合管( PSP)外壓失穩(wěn)研究(I)和(II)兩部分分別對(duì)其臨界失穩(wěn)壓力進(jìn)行了試驗(yàn)和理論方面的研究。由于失穩(wěn)分析屬于非線(xiàn)性、大變形問(wèn)題，而對(duì)含初始幾何缺陷PSP的穩(wěn)定性進(jìn)行理論計(jì)算更為復(fù)雜，所以本文基于大型有限元軟件ANSYS，采用特征值法和非線(xiàn)性法對(duì)PSP在外壓載荷作用下的力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值模擬，分別得到復(fù)合管的臨界失穩(wěn)壓力和失穩(wěn)模態(tài)；基準(zhǔn)模型經(jīng)特征值法分析得到臨界失穩(wěn)壓力為0. 97 MPa，經(jīng)非線(xiàn)性法分析得到臨界失穩(wěn)壓力為0. 83 MPa；分析了邊界支持和初始缺陷對(duì)復(fù)合管外壓穩(wěn)定性的影響，得到臨界失穩(wěn)壓力和波紋數(shù)隨長(zhǎng)徑比的變化關(guān)系。
PSP的材料力學(xué)性能為各向異性，失穩(wěn)分析屬于幾何非線(xiàn)性、大變形問(wèn)題，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用的管材往往還存在不圓度、壁厚不均等初始缺陷，因此理論計(jì)算分析含初始幾何缺陷PSP的穩(wěn)定性較為復(fù)雜。有限元分析在模擬復(fù)雜工程實(shí)際問(wèn)題具有明顯的優(yōu)勢(shì)‘。
由多種不同材料層合的圓柱形復(fù)合管體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限分析，研究了纏繞角度與應(yīng)力最大值的關(guān)系及固有頻率隨纏繞角度的變化律。A.G. Mamalis等用LS-DYNA 3D模擬了正方形纖維增強(qiáng)塑料管在靜態(tài)軸向壓縮和沖擊試驗(yàn)中的壓縮性能和壓碎相應(yīng)。用有限元軟件對(duì)多邊形復(fù)合管道進(jìn)行了應(yīng)力和失效分析，得到在內(nèi)壓作用下，不同邊角過(guò)度半徑處峰值應(yīng)力隨纖維方向及扭轉(zhuǎn)載荷的變化律。等對(duì)PSP進(jìn)行了強(qiáng)度計(jì)算分析，給出了復(fù)合管壓力與彈性變形的關(guān)系式。但對(duì)于PSP外壓失穩(wěn)有限元分析研究還未見(jiàn)報(bào)道。
本文將建立PSP多層正交各向異性層合殼模型，分別采用特征值法和非線(xiàn)性屈曲分析法計(jì)算PSP臨界失穩(wěn)壓力，同時(shí)考察邊界約束和初始缺陷對(duì)臨界失穩(wěn)壓力的影響。
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鋼絲纏繞增強(qiáng)塑料復(fù)合管外壓失穩(wěn)研究Ⅲ——數(shù)值模擬.pdf
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