用复变量表示的环壳几何非线性方程及其摄动解

本文从小应变,中小转动问题的弹性薄壳一般方程出发,导出用复未知函数表示的非线性的环壳轴对称变形的基本方程,并用摄动方法分別求解了整环壳和开口环壳问题.所得到的结果与其他作者用数值方法得到的结果吻合很好。     

球壳轴对称弯曲问题共轭二阶挠度微分方程

提出球壳轴对称弯曲问题共轭二阶挠度微分方程并给出了初等函数解. 球壳微分方程是薄壳理论三大壳之一旋转壳的典型方程. 共轭二阶挠度微分方程是球 壳中微分方程形式最简单的, 是人们最喜爱的挠度微分方程. 挠度微分方程满足边 界条件非常简单, 使球壳的计算得到很大的简化.     

纤维增强复合材料层合球壳的应力分析

1. 引言本文对受内压的复合材料球壳应用经典层合理论进行应力应变的分析。由一般球形壳体理论的五个平衡方程、六个几何方程及由层合理论导出的六个物理方程,共有十七个独立的方程可求解十七个未知函数,它们是三个中面位移、三个中面应变、三个曲面的曲率变化、五个应力合力、三个合力矩。应用球形壳体的应力函数U以后,得到二个基本微分方程。如为对称铺设此二基本微分方程可以简化。本文用有限差分法解此二基本微分方程。2. 基本方程的推导球壳的平衡方程如下:     

加权残值法分析轴压圆柱薄壳后屈曲问题

本文首次应用了样条配点法分析了受到轴向压力的圆柱形薄壳的后屈问题,壳体的方程是L.H.Donnell的非线性正交异性圆柱形壳体方程,壳体的挠度试函数及应力函数试函数都是于轴向用了五次B样条函数基函数,周向用余弦函数。计算模型是周向为半个波长的壳块,可适应后屈曲实验变形跳跃现象。非线性代数方程组用了Newton—Rophson迭代法求解。由此所得的理论上的后屈曲曲线与国外近代实验相符。     

圆锥壳自由振动传递函数解

本文在线性弹性理论基础上，给出了一种求解圆锥薄壳自由振动的渐进传递函数解法，壳体的三个位移分量，外力和边界条件首先沿环向展开的Ｆｏｕｒｉｅｒ级数，然后关于时间变量进行Ｌａｐｌａｃｅ变换，这样就将壳体的控制方程化为一系列含复参数ｓ的变系数常微分方程组，通过定义状态变量。得到了壳体动力学问题的状态空间控制微分方程，引入一小参数，并利用摄动技术就可以得到微分方程的渐进传递函数解，将各于锥段的解进行综合，     

集中载荷作用下具有光滑中心波纹膜片的非线性分析

波纹膜片是一种薄壳弹性体，由于它的参数很多，又相互制约，所以使得它的设计很复杂。在大多数位移式仪器仪表中，要求波纹膜片产生至少和膜片厚度是同样数量级的弹性位移。这就要求使用薄壳的几何非线性理论进行分析。大多数学者研究波纹膜片的弯曲问题，是采用扁壳理论讨论具有浅波纹的膜片。而工程实际中，经常遇到深波纹膜片，这就要求从一般壳体大挠度方程进行求解。本文采用轴对称旋转壳体的简化Re-issner方程。研究了在中心集中载荷作用下具有光滑中心波纹膜片的非线性弯曲问题。应用积分方程方法，可以获得膜片的特征关系（载荷-中心挠度关系）和应力分布。文末给出实例计算的数值结果。     

功能梯度材料扁锥壳的热弹性大变形分析

研究了功能梯度材料扁薄锥壳在横向非均匀升温场中的几何非线性大变形问题.基于von Kármán几何非线性理论推导出了以中面位移为基本未知量的功能梯度扁薄锥壳在横向非均匀热载荷作用下的轴对称大挠度控制方程.采用打靶法数值求解所得非线性常微分方程边值问题,得到了锥壳的大挠度弯曲变形数值解.给出了锥壳的变形与其形状参数、载荷和材料参数等变化的特征关系曲线,分析和讨论了温度参数和材料梯度变化参数对变形的影响.     

变厚度圆柱壳的轴对称弯曲问题

本文详细地研究了厚度h=h_0ξ~的圆柱壳的轴对称弯曲问题.文中通过引入一个位移函数H(ξ),将该问题的方程组化成一个关于H(ξ)的6阶常微分方程,用广义超几何函数给出问题的精确解.     

轴对称压电圆板的非线性动力响应

基于Von Karman板理论和压电材料力学,考虑横向剪切变形,建立了轴对称压电圆板的非线性运动方程,提出了相应的力学与电学边界条件.求解时,首先应用Galerkin方法,将非线性偏微分运动方程转化为仅含时间变量的非线性常微分方程.然后,应用Newmark-β方法将时间函数离散,整个问题应用Newtoni迭代法求解.算例中,求得了压电圆板线性振动基频,验证了方程和求解方法的可靠性,讨论了压电效应、几何非线性、结构尺寸、力学和电学荷载等因素对板非线性动力响应的影响.     

轴对称正交异性圆环壳的齐次完全渐近解

承受轴对称载荷的正交异性圆环壳的静力分析,归结为求解一非齐次二阶复变量方程.当所含参数μ较大时,常采用渐近解法.因方程含一阶转点,所以求全域一致有效且达到薄壳理论精度的完全渐近解较为困难.过去,齐次解只求到一级近似.本文采用广义Airy函数方法,求出了高级近似.这样,轴对称正交异性圆环壳的齐次解第一次有了达到薄壳理论精度的完全的渐近展开.     

S型功能梯度扁球壳非线性屈曲的渐近分析

本文利用渐近迭代法获得了边界弹性支撑的功能梯度扁球壳的非线性屈曲问题的理论解．假设材料组分体积分数沿壳体厚度方向呈sigmoid幂函数变化,边界上考虑一般的弹性支撑约束．基于经典的薄壳理论和几何非线性关系,导出了S型功能梯度扁球壳的非线性屈曲问题的控制方程．采用渐近迭代法通过两次迭代得到了无量纲挠度和均布荷载之间的非线性特征关系．通过与已有有限元方法和其他数值方法的结果对比,验证了本文解的有效性和高精度．同时,通过计算阐述了缺陷因子、材料参数、边界约束系数及特征几何参数对壳体临界屈曲荷载的影响．     

弹性中厚扁球壳的边界积分方程解法

1.前言近年来,边界元法已成功地求解了薄壳弯曲等问题。经典薄壳理论采用Kirchhoff假设,忽略了剪切变形,转动惯性效应.此理论计算厚壳,带有小孔洞的壳体会带来较大的误差。本文所讨论的球壳平衡方程中,不仅包含薄膜内力项和弯矩项,而且还反映了横向剪切变形。利用假设位移函数法,推导出其基本解。然后由虚功原理导出一组五个边界积分方程。其中含有五个广义位移(两个转角分量和三个位     

圆柱壳的非线性动力屈曲分析

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。     

一种薄壳厚壳通用的轴对称曲壳单元

有限元法分析轴对称壳体时，常需区分薄壳和厚壳并选用不同的单元，给计算带来不便．为此，通过对现有的轴对称壳体单元的研究，基于加权残值法，将广义协调条件引入剪应变场，构造了一种挠度和转角各自独立的新型轴对称曲壳单元．算例结果表明，新单元具有很高的精度，既可用于厚壳，也可用于薄壳．该单元可用于轴对称壳体结构的计算分析．     

拋物旋转扁壳的轴对称弯曲

本文首先对扁壳的基本方程作了新的改进,将它表达为一般正交曲线坐标的普遍形式,同时还包括有势的切向表面载荷的情况。文中结合旋转扁壳,建立了这类壳体的简化复数微分方程。根据这一简化理论,对抛物旋转扁壳的轴对称弯曲问题作了研究,并给出以Thomson函数形式表示的普遍解。它将适用于所有类型的抛物旋转扁壳。文中还针对各类壳体的具体情况作了比较深入的分析,使设计者便于在给定载荷的情况下进行壳体最佳线型的选择。最后作者以简单法向均布载荷为例,示范其设计方法。通过数值计算的比较表明,球面扁壳乃是在这类载荷形式之下具有最佳承载性能的壳体。     

球面各向同性弹性力学的位移解法

本文引入三个位移函数（ｗ，Ｇ，ψ），将球面各向同性弹性力学运动方程，简化为关于ψ的二阶偏微分方程，和关于Ｗ和Ｇ的联立方程。在静力学问题中，联立方程可进一步简化，ｗ和Ｇ可用另一位移函数Ｆ表示，而Ｆ满足一个四阶偏微分方程。在球壳固有振动问题中，则简化为一个独立的二阶常微分方程，和另两个二阶的联立的常微分方程，证明了在多层球壳中，它们分别对应独立的两类振动。改进了常微分方程的解法，并计算了一个二层球壳的频率。     

有限圆柱厚壳的一个分析

本文研究了一个弹性有限圆柱厚壳的轴对称弯曲问题.文中对这类壳体给出了一个表达成两个无穷级数之和的三维弹性理论解.这些级数的选择使它们能满足所有给定的边界条件.利用级数的正交性质,其中任一级数中的每项系数都可表达为另一级数的各项系数的线性函数.通过在级数中各取有限个项数进行计算,即可求得问题的近似数值解. 文中处理了一个两端刚性固定的有限圆柱壳体承受内、外均布压力作用的问题作为示范.还给出了计算实例,并将计算结果绘成曲线.这些曲线表明在两端刚性固支的情况下,经典板壳理论即使对薄壳的计算也是难以适用的.此外,这些结果还可作为各种厚壳理论进行比较的一个依据.     

简支梯形底扁球壳弯曲问题的准格林函数方法

以简支梯形底扁球壳的弯曲问题为例,详细阐明了准格林函数方法的思想.即利用问题的基本解和边界方程构造一个准格林函数,这个函数满足了问题的齐次边界条件,采用格林公式将简支扁球壳弯曲问题的控制微分方程化为两个互相耦合的第二类Fredholm积分方程.边界方程有多种选择,在选定一种边界方程的基础上,可以通过建立一个新的边界方程...     

变厚度锥壳方程及其渐近解

本文用薄壳理论导出了壁厚线性变化的锥壳在承受轴对称截荷时的复变量方程，在薄壳理论误差范围内求得了齐次方程的渐近解和工程实用载荷的非齐次解，并给出了算例。     

薄板与圆柱薄壳大挠度计算的混合法

板壳几何非线性问题主要是从两个方面进行分析的:一是“微分方程法”,即求解非线性(对于薄板是指冯·卡门)微分方程组;二是“能量法”,即由总能量泛函的极值或驻值条件给出问题的解,也就是依据最小势能原理或最小余能原理来求解。本文提出一组介于“能量法”与“微分方程法”之间的混合方程:这就是,采用板、圆柱壳的中曲面势能泛函的极值方程以及挠曲平衡微分方程,共同作为分析其几何非线性问题的控制方程组。这组混合方程既有能量的概念又有平衡的概念——控制方程组中既有积分方程又有微分方程,这与传统的计算途径有所不同而具有一定的优越性。文中从变分原理证明了所提出的混合方程组的极值解即为该问题的真实解,并给出“中面自变函数u、v的泛函π的极值原理”。