考虑周长约束的圆柱薄壳初始几何缺陷随机场建模方法

发布时间：2021-08-27 20:19

　　利用随机场对圆柱薄壳结构的初始几何缺陷进行建模,并据此建立了一种用于含初始几何缺陷轴压圆柱薄壳屈曲分析的随机分析方法。首先,指出已有将圆柱薄壳初始几何缺陷表征为二维高斯随机场的方法会导致与实际不相符的初始几何缺陷,如圆柱周长显著增大或缩小的几何缺陷。其次,提出一种考虑周长不变约束的随机场建模方法,以剔除与实际不相符的随机几何缺陷。最后,基于所建立的初始几何缺陷随机场模型,利用非干涉多项式混沌展开法进行圆柱薄壳的随机屈曲分析,给出临界屈曲载荷的概率分布。数值试验结果表明,基于随机场理论的初始几何缺陷建模方法可有效刻画几何缺陷对结构承载能力的影响,而提出的约束随机场建模方法又能有效减小结果的分散性。 

【文章来源】：计算力学学报. 2020,37(06)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

圆柱薄壳结构及其展开

环向和轴向协方差函数

图2 环向和轴向协方差函数优化模型的目标函数(2)表示随机场δ(z,ω)和 δ ^ (z,ω) 的均方差,约束的含义为对于圆柱的任意高度y,其环向方向几何缺陷的和为0,即圆周周长不变。由于等式约束(3)定义了一个超平面,因此优化模型的含义为,对于给定的缺陷先验分布δ(z,ω),求其在概率空间中的超平面上的投影。周长不变约束的施加使得随机场在环向方向上满足均值各态历经性。前述例子在施加周长不变约束后的效果如图3(b)所示,并对施加周长不变约束后的圆周周长进行数值试验。假设理想圆的周长为L0,含几何缺陷的圆的周长为L,定义周长改变率υL,即

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3367030