薄壁梁结构稳定性分析

程超

【摘 要】本文的研究对象是铝合金薄壁梁结构，本文通过理论计算和仿真分析对C型薄壁梁结构的承载能力及稳定性进行研究，得到的数据结果为进一步的理论分析与工程研究提供一定的参考依据。

【关键词】薄壁结构；稳定性；有限元；屈曲；极限载荷

铝合金C型加筋薄壁梁作为飞机的主要承力结构，其主要破坏形式表现为结构的屈曲失稳，并且在发生失稳之后依然能继续承载，基于结构的几何和材料的非线性，求解薄壁梁结构屈曲后的剩余强度，经典的解析法难以实现。薄壁梁的结构形式往往比较复杂，在整体结构发生破坏之前，局部区域可能发生屈曲失稳，从而导致构件失去承载能力，进一步增加了屈曲问题的复杂性，因而薄壁梁结构后屈曲特性的研究是较为困难的。

国内文献的研究方向主要集中在对板梁结构受到简单载荷工况及边界约束条件下的屈曲承载特性的介绍，并且板件具有大宽厚比及形状规则的特性。本文关于金属C型加筋薄壁梁在弯剪载荷作用下的后屈曲性能研究方面的相关文献却是少见的，并且发现在以往文献中大量的仿真分析对象具有以下几个特点：（1）截面尺寸远小于展向尺寸；（2）边界条件规则 （如四边简支、两边固支两边简支）；（3）简单的载荷工况（如纯压缩、纯剪切）。然而工程实际中我们经常遇到宽厚比变化区间较大且载荷工况复杂的板梁结构，本文所研究的铝合金C型加筋薄壁梁结构具有以下四种不同于以往文献的特点：（1）梁的长宽尺寸接近不能简化成杆结构来分析，传统的构件稳定性理论不再适用；……