[发明专利]单箱多室闭口截面薄壁梁弯曲特性的简化分析方法

摘要

本发明公开了一种单箱多室闭口截面薄壁梁弯曲特性的简化分析方法主要由四个步骤组成。即(1)将单箱多室闭口截面薄壁梁的弯曲变形区分为腹板弯曲变形部分和翼缘弯曲变形部分；(2)计算腹板弯曲变形部分的局部弯曲特性；(3)计算翼缘弯曲变形部分的局部弯曲特性；(4)计算单箱多室闭口截面薄壁梁的整体弯曲特性。本发明能够很好的满足汽车概念设计早期阶段的车身抗撞性设计需求，辅助设计人员快速提取此类薄壁结构的抗弯特性，实现对设计方案的提前评估和及时修改，缩短设计周期，避免了设计后期因结构修改而导致的资源浪费。

主权项

一种单箱多室闭口截面薄壁梁弯曲特性的简化分析方法，其具体包括以下步骤以下步骤以下步骤：步骤1、将单箱多室闭口截面薄壁梁的弯曲变形区分为腹板(1)弯曲变形部分和翼缘(2)弯曲变形部分；步骤2、计算腹板(1)弯曲变形部分的局部弯曲特性；步骤2.1、计算腹板(1)弯曲变形部分固定铰线的能量耗散；沿第j个腹板(1)固定铰线耗散的能量Wwsj(θ)可表示为Wwsj(θ)=Σilwsi·M0·θwsi]]>式中，j是腹板(1)个数；i是固定塑性铰线条数；Wwsj(θ)为第j个腹板沿固定铰线耗散的能量，单位为J；lwsi是腹板(1)第i条固定铰线的长度，单位为mm；M0为单位长度塑性极限弯矩，M0＝σ0t2/4，单位为N，其中σ0为流变应力，t是薄壁梁的壁厚；θ为单箱多室闭口截面薄壁梁的塑性转角，单位为rad；θwsi为腹板(1)第i条固定铰线的塑性转角，单位为rad；步骤2.2、计算腹板(1)弯曲变形部分滚动铰线的能量耗散；沿第j个腹板(1)弯曲变形部分滚动铰线耗散的能量Wwrj(θ)可表示为Wwrj(θ)=Σk21rM0Δsk]]>式中，j是腹板(1)个数；k是滚动塑性铰线条数；Wwrj(θ)为第j个腹板(1)沿滚动铰线耗散的能量，单位为J；Δsk是腹板(1)第k条滚动铰线所扫过的面积，单位为mm2；M0为单位长度塑性极限弯矩，单位为N；θ为单箱多室闭口截面薄壁梁的塑性转角，单位为rad；r为塑性铰线的滚动半径，单位为mm；步骤2.3计算腹板(1)弯曲变形部分的总能量耗散，即腹板(1)弯曲变形部分耗散的总能量为：步骤3、计算翼缘(2)弯曲变形部分的局部弯曲特性；步骤3.1、计算翼缘(2)弯曲变形部分固定铰线的能量耗散；沿第n个翼缘(2)固定铰线的耗散的能量Wfsn(θ)可表示为Wfsn(θ)=Σilfsi·M0·θfsi]]>式中，n是翼缘(2)个数；i是固定塑性铰线条数，Wfsn(θ)为第n个翼缘(2)沿固定铰线耗散的能量，单位为J；lfsi是翼缘(2)第i条固定铰线的长度，单位为mm；M0为单位长度塑性极限弯矩，单位为N；θ为单箱多室闭口截面薄壁梁的塑性转角，单位为rad；θfsi为翼缘(2)第i条固定铰线的塑性转角，单位为rad；步骤3.2、计算翼缘(2)弯曲变形部分滚动铰线的能量耗散；沿第n个翼缘(2)滚动铰线的耗散的能量Wfrn(θ)可表示为Wfrn(θ)=Σk21rM0Δrk]]>式中，n是翼缘(2)个数；k是滚动塑性铰线条数；Wfrn(θ)为第n个翼缘(2)沿滚动铰线耗散的能量，单位为J；Δrk是翼缘(2)第k条滚动铰线所扫过的面积，单位为mm2；M0为单位长度塑性极限弯矩，单位为N；θ为单箱多室闭口截面薄壁梁的塑性转角，单位为rad；r为塑性铰线的滚动半径，单位为mm；步骤3.3、计算翼缘(2)弯曲变形部分的总能量耗散，即翼缘(2)弯曲变形部分耗散的总能量为：步骤4、建立整体能量表达式，则单箱多室闭口截面薄壁梁各塑性铰线耗散的总能量为：W(θ)＝Ww(θ)+Wf(θ)在弯曲变形过程中，弯矩M(θ)与塑性转角θ的关系为M(θ)=W(θ+Δθ)-W(θ)Δθ]]>式中，Δθ为塑性转角θ的微小增量，单位为rad。