有限空心圆柱的轴对称变形问题

本文对一个有限空心圆柱的轴对称变形问题作了分析研究.文中将这类圆柱在一般轴对称载荷作用下的位移和应力的解表达成富氏级数和富氏一贝塞耳级数两个无穷级数之和的形式.由于级数的正交性质,对应于特定的边界条件,其中一个级数的任一项系数总可表成另一级数各项系数的线性组合形式.于是通过这些联立方程的求解即可求得问题的解;且随取用级数项的增多而趋于精确值.文中特别处理了有限空心圆柱的端面问题.给出了一个具有实际意义的例题;并对其部分变形和应力进行了数值计算,与机械设计中常用的近似估算加以比较.结果表明,二者具有明显的差异.这点设计工作者应加以注意.     

两端固支叠层圆柱厚壳轴对称问题的精确解析解

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。     

有纤维增强的双层圆柱壳体的层间应力解析解

本文对一个两端简支具有任意厚度的双层圆柱壳休,在均布外压或内压作用下而引起的层间应力的基本性质进行了研究,为了简单起见,双层壳体采用一层带[O °]铺向的纤维增强层和另一层各向同性壳组成,文中直接应用三维弹性理论精确求解这一轴对称问题。每层壳体的位移和应力场都表达成富里叶和富氏-贝塞尔函数两个无穷级数之和的形式,文中还作了一些实例计算,数值计算结果绘成的曲线图分別表明其几何参数、材料常数、载荷形式以及铺层次序对层间应力的影响,其中显示出在某些情况下壳体两层之间将可能形成一个拉应力区,这一现象似应值得引起设计工作者的重视,此外,由于本文求解方法是严格的,因此所得分析结果可以作为比较或评价其它近似方法的依据。     

充液圆柱壳的自振特性

文内含液圆柱壳的自由振动方程组以力矩理论为基础,壳面位移用梁函数逼近。壳内的流体力学方程用有限Hankel变换分段求解,结果能满足全流场条件。用广义液动压力表示流体与结构的相互作用,从而把充液圆柱壳的自由振动归结为广义代数特征值问题。为了比较方法的精度,以两端简支、端头有刚性平面限制的圆柱壳为例,计算了空壳和充液壳的频率,初步讨论了各阶频率与周波数的关系,最易激发周波数的变化规律。理论计算的频率值与实验结果一致。     

多层横观各向同性圆柱壳的三维弹性理论解

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.     

梯形底扁壳的线性和非线性分析

本文将Navier提出的四边简支矩形板线性弯曲的双三角级数解法推广到梯形底扁壳。采用Margueree的理论对其进行了线性和非线性弹性平衡问题的研究。文中通过引进新的未知函数成功地将原方程降阶,并找到了荷载位移空间R~n+1中跟踪解曲线的简洁有效的约束方程,从而避免了求解由Navier法导出的非线性代数方程组在壳体平衡路径中极值点附近切线刚度矩阵的奇异性,算例表明本法计算量少,级数收敛快,所用方法可靠。     

多层圆柱壳在轴压下稳定问题的数学弹性力学解

本文给出了稳定问题的平衡方程和边界条件的曲线坐标形式,用数学弹性力学的方法分析了两端简支的各向同性多层圆柱壳在轴压下的稳定问题,给出了可求解临界载荷的超越方程.用数值计算方法算得了临界载荷,并与夹层壳理论算得的结果作了比较.     

模态综合法在壳体屈曲计算中的应用

下文将结构振动分析中得到广泛应用的模态综合法用’于壳体屈曲问题的计算中，大大降低了离散系统的总体自由度，减小了问题的求解规模，采用模态综合法，对两端简支圆柱壳的屈曲载荷进行了计算，其结果与解符合良好，表明模态综合法分析壳体屈曲是有效的。     

变厚度圆柱壳的轴对称变形

文献[1]用有限板条法求解了变厚度矩形板的稳定与振动问题。本文利用这个基本思想,把它推广到求解在任意支承下带封端和加劲环的变厚度圆柱壳的轴对称变形中去。文中导出了圆柱壳元的传递矩阵和节线的相关矩阵。相关矩阵的迁移同样从两端开始,同时向中间节线延伸。最后,只归结为解一个二元一次代数方程组。这样,计算既简便又迅速。     

圆柱壳孔边裂纹应力强度因子的计算和分析

从Reissner壳体理论出发,将“局部-整体分析法”应用于圆柱壳孔边裂纹问题,比较精确地计算了圆柱壳孔边轴向裂纹和环向裂纹的应力强度因子,获得了应力强度因子随壳体几何尺寸、开孔大小及剪切刚度变化的规律。以作者在文[7,8]中的有限元分析结果为基础,推广Petroski-Achenbach方法,建立圆柱壳孔边裂纹问题的权函数,分析计算了圆柱壳孔边裂纹问题,获得了较好的结果,最后给出了便于工程应用的较精确的计算鼓胀系数的近似公式。     

弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳的自由振动分析

旨在研究热-力-电载荷下弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳的自由振动。首先,建立弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳动力学模型;然后,应用三阶剪切变形壳体理论和修正的偶应力理论,推出弹性支撑功能梯度压电多孔微圆柱壳模态频率的解析解;最后,通过数值算例分析了微圆柱壳模态频率的影响因素。结果表明：Pasternak弹性支撑比Winkler弹性支撑更有利于提高微圆柱壳的模态频率;改变弹性支撑的刚度系数、轴向力、外加电压、孔隙分布、材料体积分数指数和结构尺寸可调节微圆柱壳的模态频率;孔隙体积分数越大,温度或轴向力对模态频率的影响越大,而电压对模态频率的影响则越小;不同材料指数下,增大孔隙体积分数对模态频率的影响趋势不同;弹性支撑会减弱温度、轴向力和电压对模态频率的影响,对薄圆柱壳或短圆柱壳模态频率的影响较为显著。     

圆柱正交异性体三维弹性问题的一个解法

本文从三维弹性力学基本方程出发,导出了圆柱正交异性体三维弹性静、动态问题的状态方程,并进而求得以位移表达的控制方程.还对横观各向同性体的轴对称问题给出了一个完备闭合解.文中算例计算了一个横观各向同性组合圆柱体的轴对称问题.     

用样条有限点法解圆柱壳的静力、动力和稳定问题

对于弹性薄板的静力、动力和稳定问题,文献[1][2]等已表明,利用样条有限点法比有限元法、有限条法及样条有限元法计算工作量少,而精度高,特别是解动力和稳定问题其优点更加显著。这种方法不但可应用于薄板问题,而且可应用于几乎与有限条法相同领域的所有问题,如厚板、夹层板、加筋板、圆柱壳、旋转壳体等问题。本文计     

线载荷作用下圆柱壳环向弯曲变形的研究

通过引入单三角级数形式的位移函数, 求解了法向任意分布载荷作用下对 边简支时圆柱壳的环向弯曲问题, 把线载荷近似为微元矩形区的分布载荷, 推导出了线 载荷作用下圆柱壳的环向弯曲变形计算式, 并给出了线载荷为均布和线性变化时的具体解. 计算表明, 该种边界约束条件下圆柱壳的环向弯曲变形位移分布场的理论计算结果与有限元 分析结果基本吻合.     

H变换及其应用

根据贝塞尔级数理论,建立H变换,导出函数及其导数的贝塞尔级数的完整表达式.作为应用例子,文中分析了Pasternak弹性基础上厚圆板的轴对称弯曲问题.     

阻尼介质对塑性薄壳的影响的近似解法

本文针对承受均布冲击侧压的固支圆柱壳,联合应用拉普拉斯变换和最小二乘法求解阻尼介质对其塑性动力响应的影响,并对计算结果进行了讨论.当阻尼系数 r→0时,文中结果与无阻尼情况一致.根据计算结果,画出阻尼介质对壳体运动时间及中央面最终挠度的影响曲线,结果较合理.     

轴对称壳体子单元弹塑性分析

在壳体的弹塑性分析中。当壳体的材料从某一个表面开始进入塑性变形范围时,应力和应力-应变关系沿壳体厚度不再成线性变化,因而不能由显式得到应力沿壳厚的积分值,必须在有限单元法计算中应用数值积分。本文在以直母线锥形单元离散轴对称壳体结构的前提下,进一步以子单元离散锥形单元,使得原来一个必须用三维屈服曲面描述的弹塑性问题能以二维屈服曲面来表征。 本文取用了Prandtle-Ruess塑性坛量理论的等向强化Mises屈服准则的本构方程。非线性结构平衡方程以载荷坛量切线模量法求解。为提高解方程的精度,本文应用了-阶自修正技巧。 为验证理论计算的精度和可靠性,本文把理论计算结果与加劲圆柱壳型性试验值作了比较,两者结果相当一致。     

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.     

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。     

粘性介质中的长壳在冲击载荷作用下的刚塑性动力响应

本文研究了粘性介质中的固支长圆柱壳受均布冲击侧压时的塑性动力响应,得到了解析解,并对此解进行了讨论。当介质阻尼参数β趋于零时,本文结果与无阻尼解一致。文中还画出了阻尼参数及壳体的长度参数对长壳运动时间的影响曲线。