邹宗园　郭宝峰　金　淼　毛春燕

1.先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室(燕山大学)，秦皇岛，0660042.太原重工股份有限公司，太原，030024

大型复杂结构安定性数值分析的新方法及其应用

邹宗园1郭宝峰1金淼1毛春燕2

1.先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室(燕山大学)，秦皇岛，0660042.太原重工股份有限公司，太原，030024

摘要：大型复杂结构承载后普遍存在局部高应力区，特别是某些巨型结构，由于受几何尺寸和制造能力的限制，其局部高应力往往会接近甚至超过材料的屈服极限，因而成为弹性范围内的设计难题。应用安定性分析设计准则，则可通过利用材料的塑性承载能力很好地解决这类问题。为此，在大型复杂结构的强度分析中引入安定性理论，应用Melan安定下限定理，通过将峰值载荷下的弹塑性应力场与弹性参考应力场相减，构造定理要求的自平衡应力场，并推导了相应的安定性判定条件。在此基础上，结合弹塑性增量有限元技术，通过不同载荷水平下的加载-卸载计算，计算相应载荷水平下的残余应力场。根据加载-卸载得到的残余应力场与构造的自平衡场的关系，按照安定性判定条件确定安定极限载荷，从而建立了一种适合于大型复杂结构安定性数值分析的新方法，并应用该方法对某125 MN锻造液压机的主液压缸缸体结构进行了安定性分析。

关键词：弹塑性；安定性；液压缸；安定极限载荷；局部高应力

0引言

在工业制造领域，一些大型复杂承载结构，因其构件尺寸大、结构复杂，承载后应力分布不均匀，即使经过结构优化设计也不可避免地在结构局部形状和尺寸发生突变的位置产生应力集中，形成高应力区。……