(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111348515.7 (22)申请日 2021.11.15 (71)申请人 中国空气动力研究与发展中心超高 速空气动力研究所 地址 621000 四川省绵阳市涪城区二环路 南段6号 (72)发明人 李志辉　康孝先　张子彬　强士中　 (74)专利代理 机构 北京远大卓悦知识产权代理 有限公司 1 1369 代理人 贾晓燕 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 对弹性边界板极限承载力进行分析的统一 算法 (57)摘要 本发明公开了一种对弹性边界板极限承载 力进行分析的统一算法， 其特征在于， 基于受压 局部板件的弹性屈曲应力， 通过统一算法计算出 板钢结构局部屈曲范围在达到极限状态时的极 限承载力， 进一步分析板钢结构中最不利板件的 承载力提高系数， 进而 得出弹性边界板的整体极 限承载力。 本发 明提出一种弹性边界板极限承 载 力的统一算法， 其相比较蒙特卡罗随机有限元 法， 该统一算法克服了蒙特卡罗随机有限元法在 Knudsen数方面的限制， 弥补了模拟近连续滑移 过渡流区绕流状态方面气动环境致结构弹塑性 分析的空缺， 回避了统计涨 落现象。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114048607 A 2022.02.15 CN 114048607 A 1.一种对弹性边界板极限承载力进行分析的统一算法， 其特征在于， 基于受压局部板 件的弹性屈曲应力， 通过 统一算法计算出板钢结构局部屈曲范围在达到极限状态时的极限 承载力， 进一步分析板钢 结构中最不利板件的承载力提高系 数， 进而得出弹性边界板的整 体极限承载力。 2.如权利要求1所述的对弹性边界板极限承载力进行分析的统一算法， 其特征在于， 所 述统一算法被配置为包括： 步骤一， 基于受压局部板件的弹性屈曲应力， 采用逐步逼近法分析得到受压局部板件 对应的极限承载力和极限矢度； 步骤二， 基于步骤一得出的受压局部板件对应的极限承载力和极限矢度， 拟合得到受 压局部板件的极限承载力公式； 步骤三， 将步骤二中的极限承载力公式推广到其它不同边界条件下的板钢结构中， 以 得到弹性 边界板极限承载力的统一公式， 进 而得出弹性边界板的整体极限承载力。 3.如权利要求2所述的对弹性边界板极限承载力进行分析的统一算法， 其特征在于， 在 步骤一中， 基于通过Mises等效应力的概念， 对剪切 应力与压应力的屈曲承载力进行分析、 统一， 以使压应力和剪切应力的极限承载力可以用统一的公式表出， 以将 需要分析 的压应 力和剪切应力合并为一个力， 以基于这一特性， 采用逐步逼近法分析受压局部板件中的极 限承载力， 进 而得出不同外界状态下受压局部 板件对应的极限承载力和极限矢度表。 4.如权利要求3所述的对弹性边界板极限承载力进行分析的统一算法， 其特征在于， 在 步骤二中， 受压局部 板件的极限承载力公式的拟合过程被 配置为包括： S21、 在受压板达到极限状态时， 受压板的边界上边缘最先达到屈服， 越向中间过渡， 到 板的中部等效应力较小； 受压 板加载边中部的应力接 近受压板的弹性屈曲应力σcr； S22、 基于对受压板截面应力的全面考虑， 假定板中间部分的应力仍保持为受压板的弹 性屈曲应力σcr， 两侧按有效宽度理论假定为受压板的屈服应力， 则理想受压简支板曲后极 限承载力公式可以表达为公式一： 其中， Ci为常数， i ＝1， 2， 3， σu为极限应力， σy为屈服强度， σcr为弹性屈曲应力； S23， 基于步骤一中得到的极限承载力和极限矢度表， 采用数值拟合法对表中所列数据 进行拟合， 将受压局部 板件的极限承载力公式拟合 为公式二： 5.如权利要求4所述的对弹性边界板极限承载力进行分析的统一算法， 其特征在于， 在 步骤三中， 若假定矩形板在x或y方向的垂直截面应力( σx、 σy)和剪应力 τ作用下达到弹性屈 曲状态， 这时矩形板的弹性屈曲等效应力为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114048607 A 2假定弹性屈曲后 矩形板的外荷载等比例增加， 即σx、 σy和 τ 的比例也保持不变， 当矩 形板 达到极限状态 时， 采用公式二分析矩形板在面内荷载作用下 的极限承载力， 以得到其它不 同边界条件下矩形板在复杂荷载作用下的极限承载力统一公式： 其中， 分别为等效极限承载力和等效弹性屈曲应力， fy为矩形板材质的屈服 强度， 且当 计算值大于fy时取 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114048607 A 3