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相似文献
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1.
郑波  王安稳 《力学季刊》2006,27(4):675-680
本文运用有限元特征值分析方法对应力波作用下圆柱壳弹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有限元特征方程,在此方程中考虑了应力波效应及横向惯性效应,把圆柱壳弹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弹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。  相似文献   

2.
吴迪  赵宝生 《应用力学学报》2012,29(4):349-352,481
为了得到精确的应力场、位移场、温度场,将扭转圆轴的精化理论研究方法推广到轴对称横观各向同性热弹性圆柱。利用Bessel函数以及轴对称横观各向同性热弹性圆柱的通解,给出了轴对称横观各向同性热弹性圆柱的分解定理。根据柱面齐次边界条件获得了精确的精化方程,精化方程可以分解为一阶方程、超越方程、温度方程,从而将横观各向同性热弹性圆柱的轴对称问题分解为轴向拉压问题、超越问题、热-应力耦合问题。超越部分对应端部自平衡情况,可以清晰地了解到端部应力分布对内部应力场的影响,热-应力耦合部分对应无外加应力场时圆柱内部因温度变化引起的热应力。  相似文献   

3.
本文研究在轴向冲击作用下,具有初始几何缺陷的圆柱壳的非线性弹性动力屈曲问题。由于冲击过程中作用时间极短,应力波的影响变得相当重要,同时认为圆柱壳经历大挠度变形。分析中不仅考虑圆柱壳的径向惯性力,而且也考虑轴向惯性力和几何非线性的影响。假设圆柱壳中位移和薄膜力可分成轴对称分量和非轴对称分量之和,并引入应力函数表示非轴对称内力,对平衡方程应用伽辽金方法,将导出的和冲击物体的质量对动屈曲性能的影响很大。  相似文献   

4.
讨论弹性圆柱壳端部受冲击载荷作用,在应力波传播过程中的非对称屈曲问题。通过求解扰动方程得到了动态屈曲的分叉条件、临界载荷和屈曲模态。数值结果表明,当壳壁厚不很薄时,轴对称屈曲临界载荷比非对称临界载荷高;反之,轴对称临界载荷会比非对称临界载荷低。不同的冲击载荷,屈曲模态也将不同。  相似文献   

5.
本文从三维弹性理论出发,用特征函数法研究多层横观各向同性圆柱壳的轴对称问题.把位移和应力分量的齐次解表达成特征函数展开式,并把特解部分用Fourier级数表示.以多层圆柱壳的内、外柱面作为齐次边界,同时考虑层间的连续条件,推导出问题的特征方程并用Muller法求解.文中运用传递矩阵技术处理多层问题,并用边界型最小二乘配点法处理端部边界条件.作为实例,对双层圆柱壳作了数值计算.  相似文献   

6.
本文讨论弹性有限长圆柱壳端部受冲击载荷作用,在轴向应力波传播和反射过程中的非对称动态屈曲问题。通过建立和求解扰动方程得到了动态屈曲的分叉条件,临界载荷和屈曲模态。数值结果表明:当壳壁厚不很薄时,轴对称屈曲临界载荷比非轴对称临界载荷高;反之,轴对称临界载荷会比非对称临界载荷低;由于应力波的反射,临界载荷降低,因而更容易发生屈曲,屈曲模态也有其不同特点。  相似文献   

7.
基于Dorfmann-Ogden非线性电弹性框架及其线性增量理论,研究了在偏场作用下的不可压缩各向同性软电弹性圆柱壳中的轴对称波,获得了以贝塞尔函数表示的波动解和精确的频散方程。针对已有文献提出的非线性软电弹性材料模型,研究了偏场下电弹性圆柱壳的波动特性。结果表明:预加电场与预拉伸对软电弹性圆柱壳中波动的影响显著,二者可用于对波动特性的调控。另外,对比研究了不同结构形式、考虑和不考虑真空情况下电场对波动特性的影响,结果表明:这两个因素的变化会使弥散曲线形状发生较大的改变。  相似文献   

8.
彭凡  刘一凡  傅衣铭 《力学学报》2007,39(5):626-632
基于经典屈曲理论,研究了轴向受压黏弹性复合材料层合圆柱壳的临界屈曲载荷. 利用Boltzmann线性积分型本构关系描述铺设单层的各向异性黏弹性行为. 结合解析与数值 方法,由Donnell型屈曲控制方程以及边界条件的Laplace变换导出相空间的特征方程,根 据Laplace逆变换的极值定理,获得层合圆柱壳的瞬时弹性临界载荷与持久临界载荷. 针对 多组铺设方式,通过数值算例重点分析了临界载荷随铺设角的变化特征,两种临界载荷的峰 值点差异程度与铺设方式、几何参数以及材料类型的关系,得到了一些对黏弹性层合圆柱壳 的优化设计有参考价值的结论.  相似文献   

9.
基于柱坐标系下的三维弹性力学基本方程,采用状态空间法得到两端固支单层与叠层圆柱厚壳轴对称问题的精确解析解。为严格满足固支端的边界条件,将固支端的边界位移函数作为状态变量引入状态方程,采用增维方法把非齐次状态方程变为齐次状态方程,并通过层合渐近技术将变系数状态矩阵转为常系数矩阵进行求解。所得到的解不仅严格满足三维弹性力学基本方程,而且严格满足固支边界条件,是真正意义上的三维精确解。算例表明,本研究解与有限元解吻合,具有很高的精度,且关于级数项数和分层数具有很好的收敛性。另外,通过圆柱厚壳各力学量沿径向和轴向的精确分布规律分析了厚径比和跨径比变化对位移和应力分布的影响。  相似文献   

10.
对具环向贯穿脱层的轴对称层合圆柱壳进行振动模态分析.首先,采用Heaviside阶梯函数,构造了一种适合于脱层壳的位移模式.通过对脱层壳的能量分析,应用瑞利--里兹法后,得到用时间函数表示的系统振动控制方程,然后对其求解,得到脱层壳模态分析的特征方程式.算例中,讨论了不同的脱层位置、脱层大小和脱层深度对脱层壳振动模态的影响.  相似文献   

11.
Governing equations of axisymmetric finite dynamic deformations of an incompressible, isotropic and elastic cylindrical shell made of Neo-Hookean materials are derived. The non-linear partial differential equations are simplified for the cases where all deformation variations along the thickness of the tube may be neglected. The simplified non-linear equations are then solved exactly to arrive at traveling wave solutions along the axis. These wave solutions are called controllable because they can be maintained by prescribable surface stresses, bounded amplitude and frequency of excitations alone.  相似文献   

12.
An equation is derived, using Timoshenko shell theory, to analyze axisymmetric strain fields in an orthotropic cylindrical shell on an elastic foundation. Also a dispersion equation is derived to study the natural harmonic waves in a shell depending on the properties of the elastic foundation. The wave velocities computed by the numerical method proposed are in agreement with the analytical solutions, which confirms the reliability of the results  相似文献   

13.
The isothermal response of a viscoelastic cylindrical shell, of finite length, to arbitary axisymmetric surface forces, initial conditions, and boundary conditions is considered within the linear theory of thin shells. The problem is formulated with the effects of shear deformation and rotatory inertia included; the viscoelastic properties are assumed to be isotropic and homogeneous. The response is first found formally in terms of a causal Green's function. It is then shown that when Poisson's ratio is constant, the causal Green's function can be expanded in a series of orthonormal spatial eigenfunctions of an associated elastic shell eigenvalue problem. The resulting solution for the general problem is an eigenfunction series with Laplace transformed time-dependent coefficients. The general solution is applied to predicting the motion of a uniform, simply-supported cylindrical shell, initially quiescent, which is subjected to a step pressure moving with constant velocity. For this example, the relaxation function of the shell material in uniaxial extension is taken to be that of a standard linear solid. The motions predicted by simpler shell models, namely, shells with bending only and without bending, are also considered for comparison. Here, the absolute values of the Fourier coefficients in the shell displacement series go to zero faster than the inverse of the first or second power of positive integers when bending is excluded or included, respectively. Numerical results are presented for a moderately long and relatively thick, nearly elastic, cylindrical shell.  相似文献   

14.
朱翔  李天匀  赵耀  刘敬喜 《力学学报》2007,39(1):119-124
研究了振动波在含有环向表面裂纹的无限长圆柱壳中的传播特性.圆柱壳体的振动用Flügge方程来描述.运用线弹性断裂力学的理论,考虑到裂纹的张开、滑移和撕裂3种模式以及它们相互之间的耦合,利用分布的线弹簧来模拟裂纹并建立了裂纹所在区域的局部柔度矩阵,得到由此引起的附加位移和壳体中内力之间的关系.在入射波已知的情况下,根据裂纹两侧区域的位移和内力的连续性条件得到了反射和透射波的幅值系数.分析了入射波通过裂纹后的透射、反射系数与激励频率和裂纹尺寸之间的关系.为基于振动功率流方法识别圆柱壳表面损伤提供了理论基础.  相似文献   

15.
An infinitely long, axially compressed, circular cylindrical shell with an imperfection in the shape of the axisymmetric classical buckling mode, undergoing steady or non-steady creep, is analyzed. The axisymmetric problem is solved incrementally using nonlinear shell equations The ratio of the applied stress to the classical buckling stress determines if the shell will collapse axisymmetrically or if it will bifurcate into a nonaxisymmetric mode, and whether or not bifurcation will result in instantaneous collapse. The bifurcation problem is formulated exactly and the initial postbuckling behavior is investigated via an asymptotic elastic analysis, based on Koiter's general theory Numerical results are compared with available experimental data.  相似文献   

16.
对含有初始轴对称凹陷的圆柱壳在轴向载荷作用下的稳定承载能力进行了研究。首先,通过实验研究,得到了不同凹陷参数及不同壳长条件下的临界载荷。同时,不考虑凹陷成形过程,仅把凹陷部分当做结构的不规则变化时,对含有凹陷圆柱壳建立三维有限元模型进行稳定性分析。在分析中考虑了初始缺陷(圆柱壳成形加工中的不平直度、椭圆度、初始弯曲等因素引起)幅值f0=0.1t和f0=0.2t(t为壳体壁厚),得到了不同凹陷参数及不同壳长的临界载荷。结果表明:含有凹陷圆柱壳稳定承载能力对初始缺陷不太敏感,即:初始缺陷与凹陷相比,对稳定承载能力的影响极小。数值计算结果与实验结果吻合较好,共同给出了含有初始轴对称凹陷圆柱壳的承载能力随凹陷幅值、长度及圆柱壳长度的变化而改变的规律。  相似文献   

17.
The problem of nonuniqueness of static axisymmetric solutions for a non-linearly elastic cylindrical shell in which the ends are pulled apart with a constant traction while retaining the radii of its ends fixed is studied. In the elastic case, we prove the existence of buckled states and the possibility of necking. In the hyperelastic case a global existence and nonuniqueness theorem is proved, via the energy criterion.  相似文献   

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