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薄板结构动态响应的有限体积法研究
| 论文题名： | 薄板结构动态响应的有限体积法研究 |
| 关键词： | 有限体积法;冲击载荷;薄板结构;动态响应 |
| 摘要： | 开展薄板结构在冲击载荷作用下的动态响应问题研究对于解决工程实际问题具有很大的意义。例如舰船结构在受到爆炸冲击载荷的作用时,会产生塑性变形甚至是结构破坏,这会使结构本身失去其原有的功能。近些年来,大多数研究都是基于有限元法展开的,有限元法在这方面的应用已经比较成熟,本文尝试用有限体积法来研究薄板结构的冲击动力学问题。 有限体积法的求解思路简单且易于理解,容易将待解的微分方程离散,并且得出的离散方程具有明确的物理意义。而且有限体积法得出的离散方程在整个计算域内都满足守恒原理。除此之外,有限体积法还具有一个明显的优势,就是它采用显示算法,而在分析冲击动力学问题时,一般宜采用显示算法,因此本文选用有限体积法来解决薄板结构的冲击动力学问题。 本文主要研究了有限体积法的基本理论,推导了有限体积法离散微分方程的整个过程。讨论了材料的冲击动力学问题,给出了解决冲击动力学问题的基本方程即质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。并对材料的强度模型,状态方程等进行了深入的探讨,研究了应力更新算法及压力更新算法。最后,总结出了采用有限体积法求解薄板结构的冲击动力学问题的基本过程。 本文通过自编的计算机程序采用有限体积法求解了薄板结构在冲击载荷作用下的动态响应问题,并将结果与有限元法结果相比较,结果吻合较好,也验证了有限体积法分析冲击动力学问题的可行性。基于有限体积法在计算流体力学领域的广泛应用,近些年来,在固体力学领域也得到了发展,因此在处理流体与固体耦合的问题时,有限体积法就显示出了较大的应用前景。 |
| 作者： | 于艳春 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 陈卫东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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