厚超弹性管的三维后屈曲分析

文/周瑜，陈玉珍，金丽华

虽然轴向压缩下管的屈曲已经得到了广泛的研究，但厚管的后屈曲行为仍然难以捉摸。本文采用渐近展开法对有限变形条件下受轴压作用的厚超弹性管进行了三维屈曲和后屈曲分析。我们的理论结果成功地预测了临界载荷附近屈曲管的变形和应力-应变曲线，并通过有限元分析得到了很好的验证。根据几何形状的不同，发现了连续屈曲、穿扣和回扣三种后屈曲路径。我们将结果总结为与几何参数相关的屈曲起始临界拉伸和屈曲后路径的两相图。特别地，我们观察到后屈曲响应在不同类型的后屈曲路径之间发生了复杂的转变，包括连续屈曲、穿扣和回扣，这归因于全局变形和局部变形两种变形模式之间的竞争。当管材较长较厚时，管材更倾向于整体变形，屈曲后截面基本保持平面;当管材较短较薄时，管材更倾向于局部变形，屈曲后截面不再保持平面。我们的工作为厚管的屈曲和后屈曲提供了理解和见解，并弥合了厚柱和厚管后屈曲之间的知识鸿沟。

https://doi.org/10.1016/j.jmps.2023.105202