扁球壳在均布压力与均匀温度场联合作用下的屈曲

根据扁壳几何非线性理论,推导了均布压力与均匀温度场联合作用下的扁球壳的位移型几何非线性控制方程.考虑夹紧边界条件,采用打靶法得到了扁球壳轴对称弯曲与屈曲的数值结果.讨论了壳体几何参数对平衡路径、临界荷载的影响.给出了壳体临界几何参数.当几何参数大于临界几何参数时,上、下临界荷载都随几何参数增加而增加.给定几何参数时,考察了不同均匀温度场对壳体上、下临界荷载、临界几何参数以及平衡构型的影响.均匀升温会使上临界荷载显著增加,会使下临界荷载略有减小.均匀变温会使临界几何参数改变.     

功能梯度梁在热-机械荷载作用下的几何非线性分析

基于经典梁理论，运用虚功原理和变分法推导了均匀变温场与横向均布荷载联合作用的功能梯度梁的几何非线性控制方程.考虑端部不可移夹紧边界条件，运用打靶法求解了该两点边值问题.当横向均布荷载为0时，考察了功能梯度梁的热屈曲临界升温和屈曲平衡路径.当均匀变温与横向均布荷载都不为0时，考察了功能梯度梁的荷载 挠度曲线.数值结果表明:随材料体积分数指数增加，梁的有量纲热屈曲临界升温显著减小，后屈曲变形显著增加；变温对功能梯度梁的荷载 挠度曲线影响非常显著.发现了功能梯度梁的双稳态构形及其转换现象，梁的最终平衡位形不但与变温及荷载参数有关，还与加载历程有关.     

双层网格开顶扁球壳的非线性稳定性分析

根据基于等效夹层壳思想的双层网格圆底扁球壳在极坐标下的平衡方程、相容方程,采用修正迭代法,对外边缘滑动固定、内边缘悬空和外边缘夹紧固定、内边缘悬空两种边界条件下,双层网格开顶圆底扁球壳的非线性稳定性进行了分析,得出了非线性载荷 位移关系及临界荷载的解析表达式,并讨论和分析了网壳几何参数对临界屈曲载荷的影响.     

扁壳压曲的蠕变效应

本文讨论了混凝土扁壳压曲的蠕变效应.基于弹性薄壳的非线性理论,发现椭圆抛物面扁壳,其荷载-挠度曲线的上临界荷载将随时间而降低,而下临界荷载则随时间而上升.至于扁壳的局部失稳问题,其临界荷载仅取决于压曲发生瞬间材料的弹性模量.     

中心分布压力作用下圆底扁球壳的变形和稳定性*

本文研究圆底扁薄球壳在中心分布压力作用下的轴对称大挠度变形和稳定性.提出了求解圆底扁球壳非线性方程的牛顿-样条函数方法.分别讨论了当几何参数λ固定时,载荷作用半径的变化对壳体失稳的影响,以及当载荷作用半径固定时,几何参数λ的变化对壳体稳定性的影响.分析了临界载荷曲线与屈曲模式之间的关系.并就v=0.3的情形给出了数值分析结果.     

变厚度夹层截顶扁锥壳的非线性稳定性分析

对具有变厚度夹层截顶扁锥壳的非线性稳定问题进行了研究。利用变分原理导出表层为等厚度而夹心为变厚度的夹层截顶扁锥壳的非线性稳定问题的控制方程和边界条件,采用修正迭代法求得了具有双曲型变厚度夹层截顶扁锥壳的非线性稳定性问题的解析解,得到了内边缘与一刚性中心固结而外边缘为可移夹紧固支的变厚度夹层截顶扁锥壳临界屈曲载荷的解析表达式,讨论了几何参数和物理参数对壳体屈曲行为的影响。     

双层网格圆底扁球壳的非线性稳定问题

从基于等效夹层壳思想的双层网格扁壳,非线性弯曲理论的变分方程出发,利用坐标变换方法和驻值余能原理,导出双层网格圆底扁球壳,在均布压力作用下的轴对称大挠度方程和边界条件．采用修正迭代法,求得了两类边界条件下双层网格圆底扁球壳的非线性载荷-位移关系式和临界屈曲载荷的解析表达式,并讨论了几何参数对临界屈曲载荷的影响．     

湿热环境中复合材料层合圆柱薄壳的屈曲和后屈曲

在宏-细观力学模型框架下,讨论湿热环境对复合材料层合圆柱薄壳在轴向压缩作用下屈曲和后屈曲行为的影响.基于细观力学模型复合材料性能与湿度和温度变化有关.壳体控制方程基于经典层合壳理论,并包括湿热效应.壳体屈曲的边界层理论被推广用于湿热环境的情况,相应的奇异摄动法用于确定层合圆柱薄壳的屈曲荷载和后屈曲平衡路径.分析中同时计及壳体非线性前屈曲变形和初始几何缺陷的影响.数值算例给出完善和非完善正交铺设层合圆柱薄壳在不同湿热环境中的后屈曲行为.讨论了温度和湿度,纤维体积比率,壳体几何参数,铺层数,铺层方式和初始几何缺陷等各种参数变化的影响.     

静载荷作用下正交各向异性旋转扁壳的非线性自由振动

本文用加权残值法和Lindstedt－Poincare摄动法研究了圆柱型正交各向异性扁薄球壳和锥壳在均布静载荷作用下的轴对称非线性自由振动问题，得到了其非线性固有频率和振幅间的特征关系，并讨论了静载荷及壳体的几何参数和材料参数对其振动特性的影响。     

湿热环境中复合材料层合圆柱薄壳屈曲和后屈曲

在宏-细观力学模型框架下,讨论湿热环境对复合材料层合圆柱薄壳在轴向压缩作用下屈曲和后屈曲行为的影响。基于细观力学模型复合材料性能与湿度和温度变化有关。壳体控制方程基于经典层合壳理论,并包括湿热效应。壳体屈曲的边界层理论被推广用于湿热环境的情况,相应的奇异摄动法用于确定层合圆柱薄壳的屈曲荷载和后屈曲平衡路径。分析中同时计及壳体非线性前屈曲变形和初始几何缺陷的影响。数值算例给出完善和非完善正交铺设层合圆柱薄壳在不同湿热环境中的后屈曲行为。讨论了温度和湿度,纤维体积比率,壳体几何参数,铺层数,铺层方式和初始几何缺陷等各种参数变化的影响。     

均布载荷作用下波纹扁壳的非线性振动

应用轴对称旋转扁壳的非线性大挠度动力学方程,研究了波纹扁壳在均布载荷作用下的非线性受迫振动问题．采用格林函数方法,将扁壳的非线性偏微分方程组化为非线性积分微分方程组．再使用展开法求出格林函数,即将格林函数展开为特征函数的级数形式,积分微分方程就成为具有退化核的形式,从而容易得到关于时间的非线性常微分方程组．针对单模态振形,得到了谐和激励作用下的幅频响应．作为算例,研究了正弦波纹扁球壳的非线性受迫振动现象．该文的解答可供波纹壳的设计参考．     

波纹壳的格林函数方法

应用轴对称旋转扁壳的基本方程,研究了在任意载荷作用下具有型面锥度的浅波纹壳的非线性弯曲问题·　采用格林函数方法,将扁壳的非线性微分方程组化为非线性积分方程组·　再使用展开法求出格林函数,即将格林函数展成特征函数的级数形式,积分方程就成为具有退化核的形式,从而容易得到非线性代数方程组·　应用牛顿法求解非线性代数方程组时,为了保证迭代的收敛性,选取位移作为控制参数,逐步增加位移,求得相应的载荷·　在算例中,研究了具有球面度的浅波纹壳的弹性特征·　结果表明,由于型面锥度的引入,特征曲线发生显著变化,随着荷载的增加,将出现类似扁球壳的总体失稳现象·　本文的解答符合实验结果·     

集中载荷作用下开顶扁球壳的非线性稳定问题

本文使用修正迭代法研究了具有硬中心的边缘固定的开顶扁球壳在中心集中载荷作用下的轴对称非线性稳定问题,得到了决定上、下临界载荷的二次近似解析公式.     

圆底扁球壳非线性稳定问题的自由参数摄动法解

用自由参数摄动法求解了圆底扁球壳在均布载荷作用下的非线性稳定问题．作为一种改进的正则摄动方法,使研究者可以不确定摄动参数具体意义而直接求得问题的全部特征方程．通过算例研究了扁球壳在失稳过程中变形和应力的变化特点,并与其他研究者的结果进行了比较．     

Nonlinear dynamic response for functionally graded shallow spherical shell under low velocity impact in thermal environment

Based on Giannakopoulos’s 2-D functionally graded material (FGM) contact model, a modified contact model is put forward to deal with impact problem of the functionally graded shallow spherical shell in thermal environment. The FGM shallow spherical shell, having temperature dependent material property, is subjected to a temperature field uniform over the shell surface but varying along the thickness direction due to steady-state heat conduction. The displacement field and geometrical relations of the FGM shallow spherical shell are established on the basis of Timoshenko–Midlin theory. And the nonlinear motion equations of the FGM shallow spherical shell under low velocity impact in thermal environment are founded in terms of displacement variable functions. Using the orthogonal collocation point method and the Newmark method to discretize the unknown variable functions in space and in time domain, the whole problem is solved by the iterative method. In numerical examples, the contact force and nonlinear dynamic response of the FGM shallow spherical shell under low velocity impact are investigated and effects of temperature field, material and geometrical parameters on contact force and dynamic response of the FGM shallow spherical shell are discussed.     

奇异摄动法应用于扁球壳的非线性稳定问题(Ⅱ)

本文对边缘固定夹紧在均布载荷作用下弹性圆底扁薄球壳的非线性稳定性问题进行了研究.利用奇异摄动法求出几何参数k较大时的一致有效的渐近解,并导得决定中心挠度和临界载荷的解析公式,作出了稳定性曲线.这篇文章是作者文章[11]的继续.