[发明专利]一种轴压筒壳结构承载力折减系数及其确定方法

摘要

本发明涉及一种轴压筒壳结构承载力折减系数的确定方法，属于结构力学分析技术领域。该承载力折减系数k包括几何形状缺陷折减系数k1，该承载力折减系数k还包括载荷缺陷折减系数k2、开孔缺陷折减系数k3和属性缺陷折减系数k4，所述的属性缺陷折减系数k4包括材料缺陷引起的折减系数和厚度缺陷引起的折减系数。本发明采用结构确定性分析来分别获得对承载能力影响较为明显的几何形状缺陷、载荷缺陷以及开孔缺陷所对应的折减系数。然后基于结构可靠性分析来顾及其它形式缺陷的影响并获得相应的折减系数。最后将这四个独立的折减系数组合起来获得一个新的安全鲁棒的折减系数。

主权项

1.一种轴压筒壳结构承载力折减系数的确定方法，其特征在于步骤为：(1)采用有限元数值算法对无缺陷理想筒壳结构进行屈曲特征值分析，得到无缺陷理想筒壳结构的极限承载能力Fperfect；(2)确定几何形状缺陷折减系数k1；(3)确定载荷缺陷折减系数k2；(4)确定开孔缺陷折减系数k3；(5)确定属性缺陷折减系数k4；(6)根据步骤(2)-步骤(5)得到的系数进行组合得到轴压筒壳结构承载力折减系数k，形式如下：k＝f(k1,k2,k3,k4)；所述的几何形状缺陷折减系数k1的确定方法为：采用扰动载荷在筒壳表面产生缺陷，当几何形状缺陷的幅度增大到某一值后，筒壳的承载力保持恒定，此时的承载力值为F1_几何_扰动力，F1_几何_扰动力与无缺陷理想筒壳结构的极限承载能力Fperfect的比值即为k1；所述的载荷缺陷折减系数k2的确定方法为：当轴向压载荷所产生的偏心角θ增大到某一值后，筒壳的承载力保持恒定，此时的承载力值为F1_载荷，F1_载荷与无缺陷理想筒壳结构的极限承载能力Fperfect的比值即为k2；所述的开孔缺陷折减系数k3的确定方法为：当开孔的直径增大到某一值后，筒壳的承载力保持恒定，此时的承载力值为F1_开孔，F1_开孔与无缺陷理想筒壳结构的极限承载能力Fperfect的比值即为属性缺陷折减系数k4的确定方法为：首先假定轴压筒壳的材料的弹性模量以及轴压筒壳的厚度不再是某一个确定值，而是一组服从正态分布的值，不同的弹性模量值和不同厚度值对应着不同的含缺陷筒壳模型，对不同的弹性模量值和不同厚度值对性的筒壳模型进行分析得到一组服从正态 分布的承载力值，赋予不低于99％的置信度后获得筒壳结构在属性缺陷影响下的承载能力的下限值F99％，F99％与无缺陷理想筒壳结构的极限承载能力Fperfect的比值即为k4；所述的无缺陷理想筒壳结构的极限承载能力Fperfect的确定方法为：采用有限元数值算法对无缺陷理想筒壳结构进行屈曲特征值分析，得到无缺陷理想筒壳结构的极限承载能力Fperfect。