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摘要
改进壳结构力学模型,理论推导考虑边界效应时结构应变能的解析表达式。基于能量原理研究薄壳结构的双稳态特性,并导出其在稳定状态下的曲率和卷曲半径。对于有初始应力薄壳结构,其在卷曲状态下的应变能有极小值,存在第2个稳定状态,为双稳态结构。数值计算结果表明:同不考虑边界效应相比,考虑边界效应时薄壳结构第2个稳定状态的卷曲半径将变大,且对应的应变能较不考虑边界效应时小。另外,薄壳结构边界效应随着结构初始圆心角的增大而减小,且边界效应引起的位移相对于卷曲半径而言为高阶小量。该文结果与已有理论结果和有限元结果吻合较好,验证了模型的有效性。
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