[发明专利]一种空间褶皱薄膜弹性应变能和主应力有限元分析方法

摘要

本发明属于薄膜技术领域，公开了一种空间褶皱薄膜弹性应变能和主应力有限元分析一种空间薄膜结构褶皱的分析方法。本发明首先对薄膜结构褶皱研究的三种数值方法进行了比较，并与试验结果进行了对比，验证了方法的正确性，得出动力显示法是一种较为合适的褶皱分析方法的结论；采用动力显示法分析了在不同膜材厚度、不同网格密度和不同剪切位移下Kapton矩形剪切薄膜褶皱的主应力和弹性应变能分布规律及原因，得出以下结论：单元网格大小仅仅影响计算的精度和计算量，而影响薄膜褶皱的两个重要参数是膜材厚度和剪切位移，对薄膜褶皱的主应力大小、主应力波形曲线振幅、弹性应变能密度以及薄膜总弹性应变能影响都较大，其规律对工程实际具有重要参考价值。

主权项

1.一种空间褶皱薄膜弹性应变能和主应力有限元分析方法，其特征在于，所述空间褶皱薄膜弹性应变能和主应力有限元分析方法包括：以非线性有限元软件ABAQUS为平台，运用非线性屈曲法、直接干扰法以及动力显示法分别对薄膜褶皱的数量、面外变形及褶皱幅值进行分析，并与试验结果进行对比，验证数值分析方法的正确性；在非线性屈曲法、直接干扰法和动力显示法中选取最合适的方法，在不同网格密度、不同膜材厚度和不同剪切位移下对矩形薄膜受剪切褶皱的能量和应力分布进行进一步分析，分析薄膜弹性应变能密度分布、主应力分布以及整个薄膜所具有的能量。