计算均匀化在复材薄壁结构中适用范围的界定

【作者】 刘育彤； 回彦川； 胡衡； 刘晓； 黄群； 刘昭辉； 李荟萃； 阳杰； Erasmo Carrera；

【机构】 沈阳大学； 武汉大学； 宁夏大学； 意大利都灵理工大学；

【摘要】 计算均匀化方法(FE~2方法)作为多尺度分析的重要工具,其主要思路依赖于尺度分离假设,当问题中的尺度分离现象不明显时,该方法的适用性将受到限制且计算精度显著降低。针对这一问题,本研究以薄壁复合梁结构为对象,采用FE~2方法构建了考虑几何非线性效应的多尺度均匀化梁模型,并进行了多尺度分析,评估了薄壁复合梁结构的尺度分离极限,进而确定了FE~2方法在研究尺度分离不明显问题时的临界值。在数值分析中,采用恒定的长细比,调整梁结构的竖向单元数量以体现尺度分离假设的满足程度,并将得到的结果与全尺度有限元分析结果进行对比分析,明确了FE~2方法的临界适用条件。本研究通过系统分析FE~2方法应用于尺度分离不明显条件下的适用范围,厘清了尺度分离假设的极限,为薄壁复合梁结构的多尺度力学行为预测建模选择提供了理论基础。更多还原