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申请/专利权人：湘潭大学

摘要：本发明提供一种横向剪切刚度估计方法、均匀化仿真方法、系统与介质，该方法适用于周期性壳，通过引入粗尺度坐标系和细尺度坐标系，利用壳的渐进均匀化理论，获得计算周期性壳横向剪切刚度的方法，通过经典均匀化过程确定出满足位移形式的周期性壳横向剪切刚度矩阵E的系数。本发明的方法适用于含有任意夹杂或边界的周期性壳，如空心楼盖、三明治结构、华夫饼结构和板‑格子结构等；同时适用于匀质厚壳、层压壳的横向剪切刚度计算。在此基础上，进一步将所得的横向剪切刚度代入均匀化壳的有限元模型中，可对周期性壳进行均匀化仿真，得到精确的位移和内力，以极小的计算代价和计算精度损失得到精确的位移和内力，满足工程设计的需要。

主权项：1.一种横向剪切刚度估计方法，适用于周期性壳，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、建立用于表征周期性壳数学模型的粗尺度坐标系α1,α2,γ和细尺度坐标系y1,y2,z，所述粗尺度坐标系α1,α2,γ为正交曲线坐标系，所述粗尺度坐标系α1,α2,γ与细尺度坐标系y1,y2,z之间基于粗尺度坐标系α1,α2,γ下壳的厚度以及细尺度坐标系y1,y2,z下壳的单胞横向尺寸建立关系；步骤2、在粗尺度坐标系α1,α2,γ与细尺度坐标系y1,y2,z下，利用摄动法构建出壳的相对位移函数；步骤3、根据在正交曲线坐标系下壳的应变位移关系，基于α1,α2,γ方向的相对位移获得基于壳的相对位移的应变函数，并确定与摄动系数相应的应变张量；步骤4、根据在正交曲线坐标系下壳的应变位移关系，获得基于壳的相对位移的应力函数；步骤5、将所述步骤3中与摄动系数相应的应变张量输入三维弹性力学的广义胡克定律，得到与摄动系数相应的应力张量；步骤6、根据所述步骤4中基于壳的相对位移的应力函数，输入壳的平衡方程得到与摄动展开系数相应的平衡方程；步骤7、基于所述步骤5中与摄动系数相应的应力张量，输入所述步骤6中与摄动展开系数相应的平衡方程，获得以相对位移表示的考虑横向剪切变形的平衡方程；步骤8、将壳的位移形式输入到所述步骤7中的考虑横向剪切变形的平衡方程，获得在域Ω中的控制方程；步骤9、基于所述域Ω中的控制方程，确定域Θ中的控制方程；步骤10、将所述域Θ中的控制方程转换为有限元形式，并进行求解，利用经典均匀化过程获得满足所述位移形式的周期性壳的横向剪切刚度矩阵E的系数。

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