轴向冲击载荷下圆柱壳的弹塑性屈曲分析

研究时变轴向冲击载荷作用下的圆柱壳弹塑性动力屈曲问题。本构关系采用增量理论 ,借助增量数值计算方法对Karman Donnell运动方程进行求解。计算表明 :基于B R准则的屈曲判断方法和采用Southwell方法可以获得一致的临界屈曲载荷 ;分别讨论了应力波对屈曲的影响以及材料参数、几何参数、载荷峰值与持续时间和动力屈曲的关系。     

充液圆柱壳轴向冲击屈曲的实验研究与计算机数值模拟

借助落锤装置实现冲击加载,完成了一组充满水的金属薄壁圆柱壳试件轴向冲击屈曲过程的实验研究,同时利用LS-DYNA大型动力软件对冲击屈曲的全过程进行了计算机模拟.对于屈曲模态发展过程以及冲击力和液压的动态时程曲线,实验观察和数值结果均表现出较好的一致性.研究表明,在撞击过程中壳内形成很大的液体压力,在此内压和轴向压缩的联合作用下,壳壁发生轴对称塑性屈曲,屈曲模态为一系列依次发展的环带波纹.     

受轴向冲击圆柱壳的塑性动力屈曲研究

令屈曲模态同时包含轴向坐标x和环向坐标 ,通过最优模态的分析 ,直接得到各向同性线性强化刚塑性圆柱壳受轴向冲击时发生轴对称屈曲或非轴对称屈曲时的临界速度 ,在此基础上讨论了临界速度与径厚比的关系。     

充满液体的封闭圆柱壳受轴压时屈曲过程的实验研究

报导了对充满水的金属圆柱薄壳在轴向压缩时屈曲性能的实验结果。实验观察表明，充满液体的金属圆柱壳在轴压作用下的屈曲模态呈轴对称型，液体的内压与外部轴压随轴向缩短的变化趋势大致相同。由于壳内液体的存在，同内空的圆柱壳相比只是临界载荷略有提高，屈曲后承载能力并无显著降低，且对初始几何缺陷表现得远不象内空柱壳那样敏感。     

充满水的金属圆柱壳经受轴向撞击时屈曲过程的实验研究

本文报道了五种规格充满水的圆柱壳经受大质量低速度轴向撞击作用时屈曲过程的实验结果。研究表明由于液体的存在，圆柱壳的屈曲模态呈轴对称型的环带波纹，整个撞击过程可以明显地分为振荡的动力加载、平稳发展的后屈曲和迅速下降的弹性卸载三个阶段。并讨论了试件壁厚和高度等几何参数对其屈曲性能的影响。     

两参数轴向冲击载荷作用下圆柱壳弹塑性动力屈曲

研究圆柱壳在两参数轴向冲击载荷下的弹塑性动力屈曲问题，基本控制方程由弹塑性连续介质中关于加速度的最小原理获得，本构关系采用增量理论。研究表明：屈曲过程可划分为两相，两相之间由临界时间ｔ表征，并分别讨论了应力波对屈曲的影响，压缩波与弯曲波的相互作用及几何尺寸，材料参数，初始缺陷，载荷峰值及持续时间等诸多因素与动力屈曲的关系。     

弹性圆柱壳冲击扭转屈曲的突变模型

本文将突变理论用于处理冲击载荷下弹性结构的屈曲问题,文中建立了结构冲击屈曲的突变准则,认为临界阶跃载荷位于所提出突变系统的分叉集之中,并由此对两端固支的弹性圆柱壳扭转屈曲进行了分析,给出了不同初缺陷时的临界阶跃扭矩计算公式,通过对临界静态扭矩的计算,表明临界阶跃扭矩小于临界静态扭矩.     

圆柱壳轴向流固冲击屈曲与塑性失效的实验研究

通过对三种不同径厚比圆柱壳进行的流固冲击实验，分析了它们在流固冲击载荷下的动力响应特点，并与相应的高速撞击与静力屈曲实验作了简单的比较，分析了它们之间的异同点。同时文中对极值冲击倒塌特性进行了详细分析     

径向余弦冲击的长圆柱壳弹性脉冲屈曲

根据已有的实验现象假定变形模态，采用Ｌａｇｒａｎｇｅ方法分析了单位长度薄圆环在余弦冲击载荷作用下的弹性脉冲动屈曲。导出了动力屈曲方程组，借助数值方法求解方程，并与已有的计算进行了比较，得出结论     

轴向冲击下圆柱壳非轴对称屈曲耗散能分析

主要研究受轴向冲击圆柱壳非对称屈曲耗能,从轴向屈曲变形、环向屈曲变形和轴向压缩变形3个角度进行理论推导. 结果表明: 环向屈曲变形能随屈曲折叠边数增加有减小趋势, 且占总耗能比例很小,可知圆柱壳受轴向冲击屈曲过程中外力做功主要转变为轴向变形能,环向屈曲变形消耗外力功很少.     

Experimental studies on dynamic plastic buckling of circular cylindrical shells under axial impact

In the present paper, experimental studies on dynamic plasticbuckling of circular cylindrical shells under axial impact are carried out. Hopkinson bar and drop hammer apparatus are used for dynamic loading. Three groups of circular cylindrical shells made of copper are tested under axial impact. From the experiments, the first critical velocity corresponding to the axi-symmetric buckling mode and the second critical velocity corresponding to the non-axisymmetric buckling mode are determined. The present results come close to those of second critical velocity given by Wang Ren^[4–6]. Two different kinds of non-axisymmetric buckling modes oval-shaped and triangle shaped are founded. The buckling modes under two loading cases, viz. with small mass but high velocity and with large mass and low velocity using Hopkinson bar and drop hammer, are different. Their critical energies are also discussed. The project is supported by the National Natural Science Foundation of China (19672039) and the Foundation for Returned Scholar from Abroad of Shanxi Province     

A catastrophe model for the impact torsional buckling of elastic cylindrical shell

The catastrophe theory is used to study the impact buckling of elastic structures. A criterion for impact buckling is established based on the proposed catastrophe system, in whose bifurcation set the critical step load is located. By the present theory, the impact torsional buckling for a clamped cylindrical shell is studied and the critical step torques for different imperfections are given. Also, the static critical torque is given, and it is shown that the critical step torque is smaller than the critical static torque.The project is supported by National Natural Science Foundation of China     

轴向冲击圆柱壳非弹性响应

简要论述承受轴向冲击载荷圆柱壳非弹性动屈曲响应的研究进展。采用Ｋａｒｍａｎ－Ｄｏｎｎｅｌｌ运动方程研究轴向流固冲击载荷作用下的圆柱壳轴对称弹塑性动屈曲问题。本构关系采用增量理论，借助增量数值方法求解动力方程组。研究不同边界条件对屈曲的影响，以及径向外压力在不同边界条件下对屈曲的影响。     

复合圆柱壳冲击压缩数值模拟及稳定性研究

针对复合圆柱壳在炸药爆轰作用下的动力学响应及在此过程中伴随的失稳问题,研究了其制造工艺中可能出现的缺陷以及圆柱壳中铜线螺旋角和直径对复合圆柱壳稳定性产生的影响。采用SPH-FEM耦合算法,建立了复合圆柱壳二维细节模型,并提出了一种基于圆柱壳内壁粒子速度历史的失稳判据,计算了在不同参数条件下复合圆柱壳的失稳时间及对应的压缩率,对影响复合圆柱壳稳定性的因素进行了评估。分析结果表明,在复合圆柱壳制备过程中存在的折返层缺陷和铜线直径对复合圆柱壳的稳定性有较大影响,而螺旋角度对其稳定性影响不大。

     

轴向应力波作用下圆柱壳塑性轴对称动力屈曲

运用有限元特征值分析方法对应力波作用下圆柱壳塑性轴对称动力失稳问题进行了研究。基于应力波理论和相邻平衡准则导出了圆柱壳轴对称动力失稳时的特征方程,在分析中同时考虑了应力波效应及横向惯性效应,把圆柱壳塑性动力失稳问题归结为特征值问题。通过引入圆柱壳动力失稳时的波前约束条件实现了此类问题的有限元特征值解法。计算结果揭示了圆柱壳塑性轴对称动力屈曲变形发展的机理,以及轴向应力波和屈曲变形的相互作用规律。     

ELASTIC PULSE BUCKLING OF CYLINDRICAL SHELLS UNDER RADIAL IMPULSIVE LOADING

ＥＬＡＳＴＩＣＰＵＬＳＥＢＵＣＫＬＩＮＧＯＦＣＹＬＩＮＤＲＩＣＡＬＳＨＥＬＬＳＵＮＤＥＲＲＡＤＩＡＬＩＭＰＵＬＳＩＶＥＬＯＡＤＩＮＧＨｕａｎｇＣｈｅｎｇｙｉ（黄承义）ＬｉｕＴｕｇｕａｎｇ（刘土光）ＺｈｅｎｇＪｉｊｉａ（郑际嘉）（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｏ...     

圆柱薄壳的动相变屈曲行为

利用MTS809材料试验机对TiNi圆柱薄壳进行了轴向动渐进相变屈曲实验,对轴向冲击下处于伪弹性状态的TiNi合金柱壳的动相变屈曲行为进行了数值模拟研究。结果表明,不同的加载强度将会激发出柱壳不同的动屈曲响应模态。当冲击速度较高时,柱壳两端首先形成轴对称环形相变屈曲波纹,并产生应力平台;随着马氏体含量不断增加,环形相变屈曲波纹逐渐贯穿整个壳体,名义应力缓慢抬升;当名义应变超过一定阈值时,对称环形屈曲模态突变为非轴对称块状屈曲模态,名义应力大幅下降。撞击速度为40 m/s的算例（含10％随机缺陷）与S.Nemat-Nasser等的实验结果很好吻合,说明本文中计算模型、方法和结果的有效性经过了实验的考核。结果还表明,相变耗能是TiNi柱壳吸收冲击能量的主要机制,适合制作可重复使用的高效吸能元件,并给出了相应的理想厚径比。     

A numerical calculation of dynamic buckling of a thin shallow spherical shell under impact

Assuming the deformation of the shell has an axial symmetrical form, we transform Marguerre's equations into difference equations, and use these equations to discuss the buckling of an elastic thin shallow spherical shell subjected to impact loads. The result shows when impact load acts on the shells, a jump of the shell takes place dependent on the values λ and the critical buckling load increases with the enlargement of the loading area.     

弹性圆柱壳在轴向冲击载荷和温度耦合作用下的屈曲

通过引入哈密顿体系,将临界载荷和临界温度及它们所对应的屈曲模态归结为辛体系下的广义本征值和本征解问题。根据辛本征解的正交性和完备性,给出了全部的且独立存在的屈曲模态。数值结果表明,在轴向冲击载荷和温度耦合作用下,弹性圆柱壳的屈曲呈现出复杂的模式,温度直接影响冲击临界载荷的大小。随着温度的增加,冲击临界荷载降低,最后,文中给出各种条件下的屈曲模态。     

The impact torsional buckling for the rigid plastic cylindrical shell

By using the energy criterion in[3],the impact torsional buckling for the rigid plastic cylindrical shell is studied.The linear dynamic torsional buckling equations for the rigid plastic shell is drived,and the critical impact velocity is given.