考虑周长约束的圆柱薄壳初始几何缺陷随机场建模方法

来源：计算力学学报杂志2020年第6期北京时间：

作者：李建宇,魏凯杰

单位：天津科技大学 机械工程学院, 天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室, 天津 300222,天津科技大学 机械工程学院, 天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室, 天津 300222

摘要：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。

关键词：圆柱薄壳,初始几何缺陷,二维高斯随机场,周长不变约束,屈曲分析,

基金资助：国家自然科学基金（10902077；11772228）资助项目.