基于離散單元法的K6球面網(wǎng)殼在連續(xù)沖擊荷載作用下動力響應(yīng)研究

基于離散單元法的K6球面網(wǎng)殼在連續(xù)沖擊荷載作用下動力響應(yīng)研究

摘要：本研究旨在探究K6球面網(wǎng)殼在連續(xù)沖擊荷載作用下的動力響應(yīng)。通過離散單元法建立數(shù)學(xué)模型，對球面網(wǎng)殼的動力性能進(jìn)行研究和分析。通過數(shù)值模擬探討了沖擊荷載對球面網(wǎng)殼的動力響應(yīng)的影響，并對其變形、應(yīng)變以及動力響應(yīng)進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明，連續(xù)沖擊荷載對球面網(wǎng)殼產(chǎn)生了較大影響，進(jìn)一步提高了我們對球面網(wǎng)殼性能的了解，對相關(guān)工程設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。

關(guān)鍵詞：球面網(wǎng)殼；離散單元法；連續(xù)沖擊荷載；動力響應(yīng)

第一章引言

1.1研究背景和意義

球面網(wǎng)殼是一種輕質(zhì)、高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)形式，廣泛應(yīng)用于建筑、航天、船舶等領(lǐng)域。在實(shí)際運(yùn)用中，結(jié)構(gòu)往往會受到各種沖擊荷載的作用，這些沖擊荷載會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生動力響應(yīng)，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。因此，對于球面網(wǎng)殼在動力荷載作用下的響應(yīng)行為進(jìn)行研究，具有重要的實(shí)際意義。

1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

國內(nèi)外學(xué)者對球面網(wǎng)殼的研究主要集中在靜力學(xué)和穩(wěn)定性等方面，對于其在動力荷載作用下的響應(yīng)行為研究相對較少。而離散單元法作為一種常用的數(shù)值模擬方法，可以考慮結(jié)構(gòu)的非線性及變形，在分析結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)問題時(shí)有很好的應(yīng)用前景。

第二章方法與模型

2.1球面網(wǎng)殼離散單元法模型建立

基于離散單元法，通過網(wǎng)殼單元的離散處理，建立球面網(wǎng)殼的數(shù)學(xué)模型。首先，將球面網(wǎng)殼劃分為若干小單元，每個(gè)小單元的節(jié)點(diǎn)位置、質(zhì)量和剛度等參數(shù)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。然后，通過運(yùn)用動量守恒定律、能量守恒定律以及力學(xué)平衡方程建立球面網(wǎng)殼的運(yùn)動微分方程。

2.2連續(xù)沖擊荷載模型引入

考慮到實(shí)際工程中的連續(xù)沖擊荷載，將荷載模型引入到數(shù)學(xué)模型中。通過將沖擊荷載分為若干個(gè)時(shí)間段，在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)對球面網(wǎng)殼進(jìn)行分析，得出不同時(shí)間段內(nèi)的動力響應(yīng)。通過調(diào)節(jié)沖擊荷載的幅值和作用時(shí)間，觀察球面網(wǎng)殼在不同沖擊荷載條件下的動力響應(yīng)特性。

第三章數(shù)值模擬與分析

3.1沖擊荷載對球面網(wǎng)殼的動力響應(yīng)

通過數(shù)值模擬，對球面網(wǎng)殼在連續(xù)沖擊荷載作用下的變形、應(yīng)變以及動力響應(yīng)進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)，沖擊荷載會使球面網(wǎng)殼發(fā)生顯著的變形和應(yīng)變，同時(shí)產(chǎn)生較大的動力響應(yīng)。隨著沖擊荷載幅值的增加，球面網(wǎng)殼的變形和應(yīng)變增加，動力響應(yīng)也隨之增大。

3.2影響因素分析

通過改變球面網(wǎng)殼初始參數(shù)，如網(wǎng)殼單元?jiǎng)偠群唾|(zhì)量等，分析其對球面網(wǎng)殼動力響應(yīng)的影響。研究結(jié)果表明，剛度和質(zhì)量對動力響應(yīng)有著顯著的影響，增加剛度和質(zhì)量可以減小球面網(wǎng)殼的動力響應(yīng)。

第四章結(jié)論及展望

4.1主要結(jié)論

本研究基于離散單元法，對K6球面網(wǎng)殼在連續(xù)沖擊荷載作用下的動力響應(yīng)進(jìn)行了研究。通過數(shù)值模擬和分析，得出了連續(xù)沖擊荷載對球面網(wǎng)殼產(chǎn)生顯著影響的結(jié)論，揭示了球面網(wǎng)殼在動力荷載作用下的響應(yīng)特性。

4.2展望

在今后的研究中，可以進(jìn)一步考慮引入其他影響因素，如材料非線性、溫度變化等，并研究他們對球面網(wǎng)殼動力響應(yīng)的影響。同時(shí)，可以對其他類型的球面網(wǎng)殼進(jìn)行類似研究，拓寬對該結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。

致謝：感謝本研究中得到的各方支持和幫助本研究通過數(shù)值模擬和分析，對球面網(wǎng)殼在沖擊荷載作用下的動力響應(yīng)進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，沖擊荷載會使球面網(wǎng)殼產(chǎn)生顯著的變形和應(yīng)變，同時(shí)引起較大的動力響應(yīng)。隨著沖擊荷載幅值的增加，球面網(wǎng)殼的變形、應(yīng)變和動力響應(yīng)也增大。此外，剛度和質(zhì)量是影響球面網(wǎng)殼動力響應(yīng)的重要因素，增加剛度和質(zhì)量可以減小動力響應(yīng)。在