鋼絲纏繞增強塑料復合管( PSP)外壓失穩(wěn)研究(I)和(II)兩部分分別對其臨界失穩(wěn)壓力進行了試驗和理論方面的研究。由于失穩(wěn)分析屬于非線性、大變形問題，而對含初始幾何缺陷PSP的穩(wěn)定性進行理論計算更為復雜，所以本文基于大型有限元軟件ANSYS，采用特征值法和非線性法對PSP在外壓載荷作用下的力學響應進行數(shù)值模擬，分別得到復合管的臨界失穩(wěn)壓力和失穩(wěn)模態(tài)；基準模型經特征值法分析得到臨界失穩(wěn)壓力為0. 97 MPa，經非線性法分析得到臨界失穩(wěn)壓力為0. 83 MPa；分析了邊界支持和初始缺陷對復合管外壓穩(wěn)定性的影響，得到臨界失穩(wěn)壓力和波紋數(shù)隨長徑比的變化關系。
PSP的材料力學性能為各向異性，失穩(wěn)分析屬于幾何非線性、大變形問題，對于實際應用的管材往往還存在不圓度、壁厚不均等初始缺陷，因此理論計算分析含初始幾何缺陷PSP的穩(wěn)定性較為復雜。有限元分析在模擬復雜工程實際問題具有明顯的優(yōu)勢‘。
由多種不同材料層合的圓柱形復合管體結構進行有限分析，研究了纏繞角度與應力最大值的關系及固有頻率隨纏繞角度的變化律。A.G. Mamalis等用LS-DYNA 3D模擬了正方形纖維增強塑料管在靜態(tài)軸向壓縮和沖擊試驗中的壓縮性能和壓碎相應。用有限元軟件對多邊形復合管道進行了應力和失效分析，得到在內壓作用下，不同邊角過度半徑處峰值應力隨纖維方向及扭轉載荷的變化律。等對PSP進行了強度計算分析，給出了復合管壓力與彈性變形的關系式。但對于PSP外壓失穩(wěn)有限元分析研究還未見報道。
本文將建立PSP多層正交各向異性層合殼模型，分別采用特征值法和非線性屈曲分析法計算PSP臨界失穩(wěn)壓力，同時考察邊界約束和初始缺陷對臨界失穩(wěn)壓力的影響。
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鋼絲纏繞增強塑料復合管外壓失穩(wěn)研究Ⅲ——數(shù)值模擬.pdf
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