薄壁球壳压缩非对称屈曲特性的实验及有限元分析

摘要

采用实验方法研究了球壳在刚性板准静态和冲击压缩下变形特性及非对称屈曲模态,结合ABAQUS有限元分析了球壳冲击压缩下的屈曲变形过程、非对称屈曲特性,探讨了其影响因素.研究结果表明:(1)非对称屈曲模态与冲击速度相关,随着加载速度提高,薄壁球壳非对称屈曲从5边形转变为6边形.(2)在冲击速度较小时,力—位移响应曲线及失稳变形模态与准静态几乎相同,可近似按准静态过程分析.(3)在对称屈曲阶段的力—位移响应曲线,有限元与实验结果吻合较好.进一步对实验与有限元模拟结果在非对称屈曲阶段的差别进行了探讨,认为冲击实验中平板与球壳的接触约束变化对非对称变形过程有重要作用.