结构的失稳: 当结构突然坍塌

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文章概述：

休斯顿大学的一位工程师设计了一个模型，以指导更好地设计薄壁结构，如飞机、汽车和潜水器，以避免像屈曲这样的突然坍塌。他在《美国国家科学院院刊》上发表了关于理论方程的研究成果，该方程基于计算机模拟结果，可以预测外形缺陷对壳体的平均屈曲强度的影响。

薄壁结构因其纤细性而容易受到屈曲诱发的崩溃，如去年夏天Titan潜水器在前往泰坦尼克号沉船遗骸处时遭受灾难性的内爆。这些结构可能呈球形或圆柱形壳体，可以有效地承载相对较大的载荷，但它们的纤细性使它们容易受到屈曲诱发的崩溃。

此前，准确预测几何缺陷的不利影响是不可能的，但罗伯托·巴拉里尼正在改变这一状况。他与明尼苏达大学的教授合作，通过计算机模拟和理论分析，制定了一个统计分布的屈曲阻力概率模型，为创建轻量化和可持续结构提供了希望，并确保其结构可靠性而无需过度设计。

此外，文章还介绍了结构的抵抗屈曲失败也受材料的强度和刚度影响，举例说明了Titan潜水器的失败可能与压缩加载下纤维材料的微屈曲及其导致的剥离等因素有关。文章最后强调了空间分布的几何缺陷对壳体的关键屈曲压力统计数据具有重要影响。

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