面向高筋筒壳的结构优化设计和承载规律研究

摘要：

为探究轴压下高筋筒壳结构承载潜力与构型参数分布规律,利用实验设计技术及代理模型加点优化方法,面向多种加筋构型开展了构型参数优化,并基于K-means聚类方法和斯皮尔曼相关性分析对具有高承载效率特征的结构构型参数分布规律开展了探究.结果表明,相比于低筋筒壳及蒙皮桁条筒壳结构,高筋筒壳结构的承载效率具有显著优势,对于正置正交加筋构型,提升幅度约为 16.990%～54.741%;高筋筒壳结构的主要失效模式为强度主导的局部弹塑性屈曲,其承载主体为纵向筋条,蒙皮次之,而环向筋条对结构承载贡献较小,且增加纵向筋条数量对承载效率提升的作用最为显著.因此,为提升结构承载效率,高筋筒壳结构设计特征建议为"疏环筋、密纵筋",筒壳半径与筋条高度的比值建议为 55.8～133.0之间,筋条高度与蒙皮厚度的比值主要在2.3～4.0之间.相关研究可为下一代运载火箭主体结构选型及设计提供参考.

关键词：高筋筒壳、薄壁结构、承载效率、结构优化

所属期刊栏目：46

分类号：V214.4;V414.4(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国防基础科研计划;国家重点研发计划;中央高校基本科研业务费;大连理工大学基本科研业务费

在线出版日期：2023-07-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：335-343