充气柱结构压缩过程的非线性流固耦合分析

• 作者: 何文斌 曾攀 杜泓飞 杨亚斌 许月杰 赵加清 雷丽萍 马源
• 来源期刊: 应用基础与工程科学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 充气柱压缩过程 流固耦合非线性分析 abaqus/Explicit
• 年，卷（期）: 2013,（5）
• 页码范围: 918-926
• 页数: 9页
• 分类号: TB12
• 字数: 4320字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1005-0930.2013.05.012

摘要

充气柱结构压缩过程的研究是认识充气结构力学特征的基本途径.充气柱压缩过程涉及膜材和内部气体的耦合作用、膜材的大位移大转动、膜材和压板的接触,是一个强烈非线性过程.针对这些问题,本文基于abaqus/Explicit平台,对充气柱压缩过程展开数值模拟,并通过实验测得气压、承载力、温度对模拟结果合理性及有效性进行讨论.结果表明,气压、承载力模拟结果与实验值吻合较好,最大偏差分别为1.57％和0.77％,偏差来源于实验时气体并非严格等温变化；模拟结果还阐释了压缩过程中的能量转换,即外力做功主要转化为膜材的应变能及腔内气体能量,等温过程中腔内气体能量又转化为热量散失.本文分析方法可为研究、预测充气柱压缩性能,认清压缩过程中的能量转换提供参考.