下载文档原格式
第30卷增刊 2007年12月合肥工业大学学报(自然科学版)J OURNAL OF HEF EI UNIV ERSI TY O F TECHNOLO GYVol.30Sup Dec.2007 收稿日期22;修改日期22作者简介魏树森(8),男,黑龙江牡丹江人,安徽江淮汽车股份有限公司助理工程师汽车开闭件屈曲、抗凹分析研究魏树森(安徽江淮汽车股份有限公司技术中心,安徽合肥 230022)摘 要:汽车开闭件的屈曲抗凹分析是衡量汽车开闭件稳定性的一种方法,由于开闭件外板本身的形状确定了其结构具有不稳定的特性,所以了解其屈曲的性能就显得尤为重要;通过有限元分析确定其性能并改进开闭件设计使其达到抗凹性能的要求。
关键词:屈曲;开闭件;有限元中图分类号:U463.83 文献标识码:A 文章编号:100325060(2007)(Sup )20136203Resear ch a bout buckling and dent ing analysis of the closur esWEI Shu 2sen(Tech nolo gical C ent er ,An hui Ji anghuai Aut omobil e C o.,L td ,Hefei 230022,Chi na )Abstract :Buckli ng and dent ing analysi s of t he closures is a met hod t o eval uate t he st abilit y of st r uc 2t ure.For t he inst abilit y caused by t he figure of out 2panel ,it i s import ant to know a bo ut t he bucki ng and dent ing performance of out 2panel.The a nal ysi s of fini te element can help to confirm i t s perform 2ance and i mprove it s design t o meet t he needs of denti ng requi rement s.K ey w or ds :buckli ng ;closure s;F EM 汽车开闭件的屈曲抗凹是衡量汽车外板件稳定性的一种方法,汽车外板件本身形状决定了其具有不稳定的特性,所以了解其屈曲的性能就显得尤为重要。
船体结构屈曲强度评估方法的规范研究及应用洪英;初艳玲【摘要】论述了船舶结构规范中应用的结构屈曲强度评估方法的规范,如二维屈曲规范指定性要求,三维有限元模型中高级屈曲方法及其技术发展等.对其中的高级屈曲方法中的两种不同方法论的技术背景,包括理论基础和实际应用情况做了阐述,并对其中的非线性有限元加筋板格极限强度分析工作做了阐述,及时掌握目前国际领域新技术新标准发展信息.【期刊名称】《船舶与海洋工程》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】5页(P4-8)【关键词】共同结构规范;屈曲评估;规范指定性要求;高级屈曲方法;非线性有限元分析【作者】洪英;初艳玲【作者单位】中国船级社上海规范研究所,上海200135;中国船级社上海规范研究所,上海200135【正文语种】中文【中图分类】U661.40 引言1990年代后期，随着船舶结构的大型化和高强度钢的普遍应用，船舶结构的屈曲稳定性问题逐渐成为结构的主要失效模式之一。
近年来，由于结构有限元直接计算技术的较快发展和趋于成熟，在直接计算中已开始引入屈曲强度校核要求。
同时，随着结构屈曲稳定理论和计算预报准确性的进一步发展，人们逐渐突破了线弹性范围内保守的结论，开始引进了板格“后屈曲特性”，以期充分挖掘材料潜力、发挥结构的极限承载能力，也由此应运而生各种各样的屈曲强度设计衡准。
1 目前船舶结构屈曲强度评估方法目前船舶结构屈曲强度评估方法由3大部分组成，第 1部分为类似最小尺度要求的细长比要求（slenderness requirements），第2部份为规范指定性屈曲要求（prescriptive buckling requirements，PR），主要为基于应力的基本板格与筋条/梁柱的抗屈曲要求、各种工况下船体梁构件、槽形舱壁总体屈曲、作为永久检验通道（PMA）的大腹板加强构件和舱口盖等构件的抗屈曲要求等，第3部分为利用直接计算进行强度验证的有限元分析中的屈曲评估方法（buckling requirements for FEA，以下称“有限元屈曲要求”）。
船体结构加筋板的屈曲分析【开题报告】开题报告船舶与海洋工程船体结构加筋板的屈曲分析一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义当结构所受载荷达到某一值时，若增加一微小的增量，则结构的平衡位形将发生很大的改变，这种情况叫做结构失稳或屈曲，相应的载荷称为屈曲载荷或临界载荷。
结构的屈曲问题按结构屈曲时的材料性质及工作应力水平，可将屈曲分为弹性屈曲、塑性屈曲和弹塑性屈曲间。
弹性屈曲，一结构屈曲前后仍在小变形假定的范围内处干弹性状态时，称之为弹性屈曲;塑性屈曲一结构在塑性应力状态下发生屈曲时，称之为塑性屈曲；弹塑性屈曲一介于弹性屈曲和塑性屈曲之间的一种屈曲形式，屈曲前结构处于弹性应力状态，而屈曲时由于扰动变形使一部分材料进入塑性，即屈曲发生后材料处于弹塑性应力状态。
由于上述三种屈曲现象中材料性质呈现出本质上的差别，因此整个屈曲过程也表现出各自不同的特点。
近二十年来，广大造船工作者在板架和加筋板稳定性的计算方法、试验研究等方面做了不少研究。
目前对加筋板的屈曲分析，主要有三种方法：(1)基于实验结果或数值计算结果基础上的经验公式。
(2)有限元法；(3)理论解析法或半解析法；结构屈曲分析是结构强度理论的一个重要分枝，对保证结构安全是极为重要的研究课题。
随着科学技术的不断发展，高强度材料的大量涌现和应用，材料的强度已经不是主要关心的方面了，以及以拉应力为主的结构强度也不是主要研究方向了，而以压应力为主的研究结构稳定性在结构设计中突显了出来。
不管在建筑、桥梁、航空还是在海洋工程中都面临着这一课题。
保证安全的前提下，如何最大限度的降低材料消耗，已成为结构设计中一个重要课题。
所以在满足结构设计功能、保证结构安全性的前提下，每一个设计工作者都追求节省材料。
因此急需研究人员提供一个准确、可靠且与理论结果接近的研究方法。
稳定性问题是船体结构设计中的重要问题，历来受到船舶结构力学工作者的高度重视。
近十年来，随着船舶排水量的增加、船体结构重量的减少，为了满足强度要求，多采用高强度钢。
屈曲分析（稳定性）简介屈曲分析简介字数 635预计阅读时间 5min1、破坏形式一个结构或构件要保证能正常进行工作，必须使其满足强度、刚度和稳定性三方面的要求。
结构构件发生的破坏形式可能有多种：比如，在拉力作用下的杆件或受压短杆,当应力达到屈服点（屈服极限）时，将发生塑性变形或断裂，这种破坏是由于强度不足而引起的。
但是，实际工程中有些细长杆件承受压力，这类细长杆在压力作用下，杆件可能突然变弯而丧失承受压力，这种破坏是由于失稳而引起的，可能是灾难性的。
2、弹性弯曲屈曲过程屈曲分析包括线性屈曲和非线性屈曲分析。
线弹性失稳分析又称特征值屈曲分析，线性屈曲分析可以考虑固定的预载荷。
非线性屈曲分析包括几何非线性失稳分析，弹塑性失稳分析，非线性后屈曲分析。
下图可以看出，长细杆处于轴压的三个状态，即稳定平衡、随遇平衡和临界状态。
3、线性弹性屈曲—压杆稳定（欧拉临界应力）线弹性屈曲的必要前提：①线弹性状态②②细长杆（λ≥λp，Q235的λp≈100）4、轴心受压构件的计算长度系数5、计算例题某构件的受力可以简化成如图所示模型，细长杆件承受压力，两端铰支。
已知杆的横截面形状为矩形，截面高度h 和宽度b 均为0.03m，杆的长度l=2m，使用材料为Q235，弹性模量E=2x1011 Pa，则杆件的临界压力P cr可如下方法计算。
杆横截面的惯性矩杆横截面的面积杆横截面的最小惯性半径杆的柔度式中μ为受压杆的长度系数，本例中取μ=1。
可以利用欧拉公式计算其临界压力。
在MidasCivil、Midas Gen中如施加1N的力，则模型的屈曲临界荷载系数应为34309。
屈曲分析屈曲分析是一种在工程力学中常见的分析方法，用于研究杆件在受力作用下的屈曲性能。
屈曲指的是杆件在受到压力作用时，由于材料的强度不足或几何形状的不合理，导致杆件发生弯曲或破坏的现象。
屈曲分析的目的是确定杆件的屈曲载荷和屈曲形态，以保证结构的安全可靠性。
屈曲分析主要涉及材料力学、结构力学和数值计算等方面的知识。
首先，我们需要了解材料的力学性能，包括材料的弹性模量、屈服强度和断裂韧性等。
这些参数将决定杆件是否具备抵抗屈曲的能力。
其次，结构力学的知识是进行屈曲分析的基础。
我们需要掌握静力学的基本原理，了解杆件在受力作用下的受力分布和相应的应力状态。
最后，数值计算方法可以帮助我们通过计算机模拟杆件的受力情况，得出屈曲载荷和屈曲形态。
在进行屈曲分析时，我们可以采用不同的理论模型，例如欧拉理论、托列密理论和von Mises理论等。
欧拉理论是最常用的屈曲分析方法之一，适用于长、细杆件的屈曲分析。
托列密理论则适用于短、粗杆件的屈曲分析。
von Mises理论是一种较为通用的屈曲分析方法，考虑了材料的屈服特性，适用于多种类型的杆件。
在进行屈曲分析时，我们需要首先确定杆件的几何形状和边界条件。
然后，在已知杆件的几何参数、材料参数和加载条件的情况下，可以利用力学理论和数值计算方法求解杆件的屈曲载荷和屈曲形态。
在求解过程中，需要进行数值模型的建立、边界条件的施加和求解方法的选择。
通过合理的假设和较为准确的计算，可以得到较为可靠的屈曲分析结果。
屈曲分析在工程设计中具有重要的意义。
通过屈曲分析，我们可以评估杆件的屈曲性能，确定结构的安全使用范围。
在设计过程中，我们可以调整材料的选择、几何形状的设计和支撑结构的设置等，以提高结构的屈曲承载能力。
此外，屈曲分析还可以为结构优化设计提供参考，以实现结构的轻量化和高效化。
总之，屈曲分析是研究杆件受力情况的重要方法之一。
通过屈曲分析，我们可以了解杆件的屈曲载荷和屈曲形态，为结构的设计和使用提供参考。
文献综述船舶与海洋工程船体带孔甲板的屈曲分析引言本人毕业设计的论题为《船体带孔甲板的屈曲分析》，对于钢制构件，结构破坏有三种类型，断裂、局部塑性破坏和屈曲破坏。
对船体结构而言从纵向总纵强度分析，船体损伤与之相对应的有：由于疲劳裂纹产生的脆性破坏，引起的损伤，以及由于异常波浪外力引起的甲板屈曲破坏等。
而疲劳裂纹所产生的破坏可以采用改善钢材低温特性的办法予以改善；由抨击产生的损伤可以通过操船防止，因此甲板的屈曲分析就显得尤为重要。
在甲板屈曲的可靠性分析中应考虑载荷和承载能力两个方面．载荷上应考虑静水、波浪载荷的不确定性；承载能力分析中应考虑材料性能和几何尺寸的不确定性，焊接产生的甲板板格韧挠度和残余应力将显著的降低甲板的抗屈曲能力。
甲板屈曲形式可以分为两种，即纵支骨之间的甲板板格的局部屈曲和横舱壁之间的甲扳整体的屈曲届曲后将引起塑性破坏屈曲从初挠度最大，承载能力最弱的板格开始，逐渐达到数个板格的屈曲，使甲板承载能力下降，以至引起整个甲板的破坏。
正文1.论文研究的背景目的和意义船体上的构件板材破坏形式有三种，即：断裂、局部塑性破坏和屈曲破坏。
对船体结构而言，如果从纵向总强度上分析，与之相对应的船体损伤有：由于疲劳裂纹产生的脆性破坏，由于砰击引起的损伤，及由于异常波浪外力引起的甲板屈曲破坏等等。
由疲劳裂纹产生的破坏可以采用改善钢材低温特性的办法予以改善；由砰击产生的损伤可以通过操船防止，而甲板的稳性在船舶设计完成后就基本已经是个定值，所以对甲板屈曲的研究是非常重要的。
船舶所受到的外力非常复杂。
除了船舶本身的自重，装备和载重等重量以外，船舶还受到包括海水在内作用于船体的力。
除非船是静置在水中，否则船上所受到的海水作用力主要是动力。
这些动力包括水动压力、冲击力以及船在运动中的惯性力等等。
力学上，我们在研究船体强度问题时长把船体作为梁来研究。
因为在考虑屈曲问题时，虽然船体结构中有很多受压构件，但船在波浪中发生总弯曲时，离船体中性轴最远的甲板和船体板更容易失稳，因为船底结构比甲板结构要强，而且甲板离中性轴更远，所以在讨论船舶结构稳定性问题时，除了各种支柱外，主要是讨论甲板骨架和甲板板的稳定性问题。
汽车开闭件屈曲、抗凹分析研究摘要：近几年因为各种原因，与汽车有关的不安全事故频发。
因此，应在制造的过程中分析汽车的各项性能，汽车的开闭件屈曲、抗凹程度体现开闭件的平稳性，但是因为开闭件外板结构具有不稳定性，采用有限元的分析方式，提升开闭件的设计原理，体现屈曲、抗凹的性能。
关键词：开闭件；抗凹；研究分析汽车的组成部件涉及很多，像发动机、轮胎、方向盘、底盘等，在汽车的制造中需要提升每个组成部件的功能，汽车的使用效率及使用年限是由每个部件决定，应该在制造的过程中严控每个环节，提升其质量，保障汽车使用更能满足人们的需求，提升汽车的使用价值。
汽车在生产制造中应不断应用先进的技术，提升汽车各个部位的性能，促进用户安全的使用汽车，减少因为汽车不合格的问题引发的事故。
汽车开闭件作为汽车重要的组成部门，对汽车的性能有着关键的影响。
汽车开闭件稳定性主要是通过开闭件屈曲抗凹来体现，文章主要浅谈汽车开闭件屈曲、抗凹分析，提升汽车开闭件的稳定性，保障汽车安全的使用。
1汽车开闭件屈曲、抗凹采用有限元分析原理有限元的分析原理是采用数学中近似值方式，通过建立模型进行各项的分析，通过分析总结汽车开闭件的结构性能。
在实际中通过对汽车开闭件进行分解[1]，将整体的问题划分为简单的每个区域的问题，通过对每个区域的性能进行分析，总结其特征。
因为在汽车开闭件的结构复杂，在实际中采用别的方式分析汽车开闭件的问题，会面临很大的问题，采用有限元的方式可以应对各种复杂的状况，有限元的近似值高，可以更加准确的说明汽车开闭件屈曲、抗凹的情况。
有限元的方法应用的很广泛，尤其是对于工业上的设备分析，采用这样的方式可以为设计提供依据，汽车开闭件的设计结构合理，平衡度高，才能保障在运行中的安全性。
汽车的闭合件作为其重要的组成部分，通过有限元的方式改进其设计原理，满足广大人民的需要，减少因为开闭件出现问题而造成汽车不能正常使用。
通过优化设计的方案，减少事故的发生几率，提升汽车的使用价值及性价比，相对于同业而言，汽车的竞争优势更大。
屈曲分析屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷,屈曲分析包括: 线性屈曲和非线性屈曲分析。
线弹性失稳分析又称特征值屈曲分析; 线性屈曲分析可以考虑固定的预载荷，也可使用惯性释放；非线性屈曲分析包括几何非线性失稳分析, 弹塑性失稳分析, 非线性后屈曲(Snap-through)分析。
欧拉屈曲 buckling结构丧失稳定性称作（结构）屈曲或欧拉屈曲。
L.Euler从一端固支另一端自由的受压理想柱出发．给出了压杆的临界载荷。
所谓理想柱，是指起初完全平直而且承受中心压力的受压杆。
设此柱是完全弹性的，且应力不超过比例极限，若轴向外载荷P小于它的临界值，此杆将保持直的状态而只承受轴向压缩。
如果一个扰动(如—横向力)作用于杆，使其有一小的挠曲，在这一扰动除去后。
挠度就消失，杆又恢复到平横状态，此时杆的直的形式的弹性平衡是稳定的。
若轴向外载荷P大于它的临界值，柱的直的平衡状态变为不稳定，即任意扰动产生的挠曲在扰动除去后不仅不消失，而且还将继续扩大，直至达到远离直立状态的新的平衡位置为止，或者弯折。
此时，称此压杆失稳或屈曲(欧拉屈曲)。
线性屈曲：是以小位移小应变的线弹性理论为基础的，分析中不考虑结构在受载变形过程中结构构形的变化，也就是在外力施加的各个阶段，总是在结构初始构形上建立平衡方程。
当载荷达到某一临界值时，结构构形将突然跳到另一个随遇的平衡状态，称之为屈曲。
临界点之前称为前屈曲,临界点之后称为后屈曲。
侧扭屈曲：梁的截面一般都作成窄而高的形式，对截面两主轴惯性矩相差很大。
如梁跨度中部无侧向支承或侧向支承距离较大，在最大刚度主平面内承受横向荷载或弯矩作用时，荷裁达一定数值，梁截面可能产生侧向位移和扭转，导致丧失承载能力，这种现象叫做梁的侧向弯扭屈曲，简称侧扭屈曲。
理想轴向受压直杆的弹性弯曲屈曲：即假定压杆屈曲时不发生扭转，只是沿主轴弯曲。
但是对开口薄壁截面构件，在压力作用下有可能在扭转变形或弯扭变形的情况下丧失稳定，这种现象称为扭转屈曲或弯扭屈曲。
第17章屈曲分析第1节基本知识屈曲分析是确定结构开始变得不稳定时的临界载荷和屈曲模态形状的技术。
在ANSYS 程序中提供了两种屈曲分析技术：特征值屈曲分析（线性屈曲分析）和非线性屈曲分析。
经典的屈曲分析是采用特征值屈曲分析法，所谓特征值失稳计算就是用结构的材料刚度矩阵减去荷载作用下结构的几何刚度乘以一个系数，当总刚度矩阵奇异时的就是失稳特征值。
它适用于对一个理想弹性结构的理想屈曲强度（歧点）进行预测，主要是使用特征值公式计算造成结构负刚度的应力刚度阵的比例因子。
结构在达到屈曲载荷之前其位移——变形曲线表现出线性关系，达到屈曲以后其位移——变形曲线表现出非线性关系，此种方法满足于经典教本理论。
然而，在实际的工程结构中会有一定的初始缺陷，而且在使用过程中会出现材料非线性以及大变形等非线性因素，使结构并不全是在其理想弹性屈曲强度处发生屈曲。
故特征值屈曲经常产生非保守结果即临界载荷值较大，不适用于工程结构屈曲分析，由此应运而生的是非线性屈曲分析法。
该方法是包括材料非线性、大变形等非线性因素的静力分析法，计算过程可以一直进行到结构的限制载荷或最大载荷。
因此，在实际结构的设计和估计中宜采用后一种方法。
一、特征值屈曲分析特征值屈曲分析一般由以下五个步骤：1）建立模型；2）获得静力解；3）获得特征值屈曲解；4）拓展结果；5）后处理，观察结果及输出。
在特征值屈曲分析中应注意以下几个问题：1）在前处理器PREP7中定义单元类型、实常数、材料性质和创建几何模型和有限元模型。
其中只允许线性行为，若定义了非线性单元，按线性对待。
材料的性质可以是线性、各向同性或各向异性、恒值或与温度相关的。
2）求静力解时必须激活预应力（PSTRES）选项，特征值屈曲分析需要计算应力刚度矩阵。
屈曲分析因为计算出的特征值表示屈曲荷载系数，所以一般施加单位载荷，但是ANSYS 程序的特征值限值是1 000 000，所以如果求解的特征值超过此限值的话，我们应当施加一个比较大的荷载，而不应该还是用单位力施加！计算结果为：临界力=施加力×求出来的屈曲系数，所以一般的用单位力施加的临界力就等于求出的屈曲系数，因为施加力为1。
哈尔滨工程大学本科生毕业论文第1章绪论1.1 课题研究的背景、目的和必要性随着世界经济的发展，散货船运输在经济发展中的作用日益重要。
散货船载重量普遍较大，设计和建造相对简单、运输能力较强，在二十世纪七、八十年代散货船队的发展非常迅猛，以至于目前散货船的海上货物运输总量占世界商船运输总量的30%，在世界海运市场上起着非常重要的作用，扮演着举足轻重的角色。
但是，由于散货船的装载以及受力特点导致其船舶结构比其他类型船舶更容易疲劳老化，事故概率比较大；特别是老龄船，最近几年出现的海运事故呈快速上升趋势。
1980年至1995年期间，143艘2万载重吨以上的散货船发生严重的海损事故，其中72艘沉没，导致916人死亡。
因此，散货船安全引起了国际海事组织的高度重视；同时也引起了老龄船船东和经营管理者的重视[1]。
由于散货船市场上有5000艘船舶面临船龄老化,近几年将迎来运力拆解的高峰,这对于新造散货船市场极为利好[2]。
其中，安全性是船舶制造的重中之重。
为保证船体结构的安全性,需考虑船体结构在极端载荷作用下其强度问题满足要求。
对整个船体进行有限元分析,同时考虑几何和材料非线性,无疑可以得到船体的极限强度值,但这需要花费大量的人力资源、资金和计算时间。
因此有必要开发计算船体结构总纵极限强度的简化方法。
世界各国船级社都有各自的相关规范，中国船级社(CCS)给出了《散货船结构强度直接计算分析指南》[3]，该指南给出了计算散货船结构强度的简便方法。
因此，本文主要全面理解和掌握CCS《散货船结构强度直接计算分析指南》的编写理念和要求，在此基础上，以一条15万吨散货船“港明轮”为例，按照CCS直接计算分析指南的要求建立三舱段有限元模型，进行船体结构强度直接计算，通过对该实船三舱段有限元模型的屈曲强度分析，对其所涉及的原理进行深入的研究，并分析计算六种不同工况以及各工况下船体构件的1哈尔滨工程大学本科生毕业论文2失稳特点。
同时，国际船级社协会(IACS)一直在致力于散货船和油船共同结构规范的制定与实施工作。
屈曲分析结果意义
屈曲分析是一种有效的测量金属性能的方法，被广泛用于金属行业。
它通过对金属材料进行屈曲实验，检测它的强度、弹性和疲劳极限等性能指标，从而为金属制造提供了有效的参考。
屈曲分析的原理是，在固定的条件下，将金属材料拉伸或压缩，并记录拉伸或压缩的过程中的应力应变特性，从而对材料的强度、弹性和疲劳极限等性能参数进行检验。
一种常用的屈曲分析仪，是将金属样品固定在机械阻尼装置上，然后将一端固定，另一端施加载荷，从而模拟屈曲状态，从而模拟屈曲情况，并记录其应力-应变特性。
屈曲分析结果可以为金属材料的设计和制造提供有效的参考依据。
一般来说，屈曲分析结果可以直接反映出金属材料的强度和弹性，因此可以帮助识别合适的金属材料，从而满足制造需求。
此外，利用屈曲理论，还可以进一步分析材料的疲劳极限，从而更好地了解金属材料在实际应用中的可靠性。
除了表征金属材料的强度和疲劳极限外，屈曲分析技术还可以被用来检测金属材料的疲劳强度。
根据屈曲理论，可以进一步推导出金属材料的疲劳强度，这对于分析金属材料的疲劳性能大有帮助。
总之，屈曲分析是一种重要的金属材料测试方法，可以有效地提高金属材料的质量。
它可以帮助识别适合的金属材料，也可以检测金属材料的强度、弹性和疲劳极限等性能，从而为金属制造提供有效的依据。
当然，屈曲分析也有一定的局限性，尤其是对硬质合金和液态金属等特殊材料，屈曲分析可能不能发挥它的最佳效果。
因此，在实
际应用中，应该根据金属材料的特性，运用合理的方法，以确保获得准确的屈曲分析结果。
