加肋圆柱壳在轴压作用下的屈曲和后屈曲

本文讨论完善和非完善的,纵向加肋和正交加肋圆柱壳在轴压作用下的屈曲和后屈曲性态.依据文[1]提供的圆柱薄壳屈曲的边界层理论及其分析方法,给出了加肋圆柱壳在轴压作用下的屈曲和后屈曲理论分析.本文同时讨论肋骨与壳板材料不同时对加肋圆柱壳屈曲和后屈曲性态的影响.     

任意边界条件下圆柱厚壳自由振动分析的空间变量变换法

本文提出一种一般解析方法——空间变量变换法,用以求解任意边界条件下圆柱厚壳自由振动问题.运用本文方法对悬臂圆柱厚壳的自振特性作了计算,计算结果与薄壳理论相应结果及试验值作了比较.理论分析和计算结果表明,本文方法具有很好的收敛性和精确性,可以推广用于分析梁、板、壳的自由振动.     

严格求解夹层圆柱壳在轴压下的轴对称失稳问题

本文在文献[1]的基础上,用严格的方法求解两端简支的夹层圆柱壳在均匀轴压下的轴对称失稳问题.内、外表层很薄弹性模量又大,按薄壳理论处理;夹心较厚弹性模量又相当小,横向剪切变形的影响必须考虑,在研究夹层壳的整体失稳尤其是局部失稳时,横向的拉伸和压缩变形也不可忽略,用数学弹性力学的方法处理.本文导得了可求解轴对称整体失稳和局部失稳临界载荷的超越方程,用数值计算的方法可算得临界载荷的最小值.对于整体失稳的情况,给出算例,与夹层壳理论的解作了比较.     

正交各向异性圆柱体在轴压作用下的应力场

基于材料体积不可压假设,对轴向压缩作用下圆柱试件在加载面内的环向和径向应力分布进行理论分析,计算结果表明:当试件材料本构为正交各向异性时,环向和径向应力分布为半径的幂函数形式;试件材料为横观各向同性时,环向和径向应力为半径的二次函数.在圆柱试件轴线上环向和径向应力相等,且均具有最大值;试件圆周边界上径向应力为0,环向应力具有极小值.通过最大拉伸应变破坏理论对试件环向应变进行分析,获得了产生环向拉伸破坏时的临界轴向载荷;并采用Hill-蔡强度理论对试件圆周边界上计算得到的应力参量进行描述,得到了轴压作用下圆柱试件的Hill-蔡强度理论表达式,其不仅取决于轴向应力和试件材料的基本力学性能,还与试件轴向变形的应变率及应变率随时间的变化率相关.     

一种新的叠层板壳高阶理论

本文提出了一种新的叠层板壳高阶理论,然后又研究了正交对称叠层板,反对称叠层板,圆柱弯曲和球壳弯曲问题.为了检验理论的准确性,文中计算了几个特殊例子,数值结果和精确解吻合得相当好,说明本理论具有较高的准确度,且表现出未知数较少,解题方便的优点.     

加载和卸载过程中复合材料叠层圆柱曲板后屈曲路径的研究

本文用动态松弛法研究了在加载和卸载过程中复合材料叠层圆柱曲板的后屈曲路径,发现了加载路径与卸载路径不重合的现象,给出了在均匀单轴压力作用下的十字叠层圆柱曲板在两种边界条件下的数值结果,并讨论了层数、曲率半径、初始几何缺陷等因素对后屈曲路径的影响.     

复合材料叠层圆柱壳的非线性动力稳定性理论

用Hamilton原理建立了复合材料叠层圆柱壳非线性动力稳定性理论的一般性基本方程,其中包含了非线性大挠度,横向剪切,纵向惯性力等因素。用变分法获得基本方程的解。分析表明:叠层圆柱壳在动载荷下会发生参数共振而进入动力不稳定区域而导致动力失稳。计算了几种典型复合材料圆柱壳:即T300/5208石墨环氧,E-玻璃环氧和ARALL圆柱壳。结果表明:这些因素对于各种复合材料圆柱壳的动力稳定性具有程度不同的重要影响,所以研究叠层圆柱壳动力稳定性时,考虑这些因素是重要的。     

弹性圆柱壳扭转屈曲研究

本文给出两端固支的弹性圆柱壳扭转屈曲实验与理论计算结果.实验发现,对于较长的壳,其屈曲后的变形并不占据整个壳体的长度.另外在计算中仅考虑壳体的法向边界条件,而不考虑其周向和轴向边界条件,结果和Yamaki精确解以及本文实验结果相符较好,说明周向和轴向边界条件对圆柱壳的扭转屈曲影响较小.     

多层复合材料圆柱壳的非线性失稳计算

本文用能量法和有限差分法分析了多层复合材料圆柱壳在轴压、静水压力及扭转等载荷作用下的非线性屈曲和后屈曲性能。本文考虑了柱壳的初始缺陷、几何非线性、材料的物理非线性(剪切模量非线性)等因素对于临界载荷的影响。同时还讨论了横向剪切效应。计算分析结果与一些实验结果比较一致。     

轴压加筋圆柱壳Koiter-边界层奇异摄动法

将Koiter理论和奇异摄动理论中的边界层法相结合,处理加筋圆柱壳无因次化非线性边界层型Karman－Donnell方程由分支点和边界层导致的双重奇异性,提出轴压加筋圆柱壳Koiter-边界层奇异摄动法.对AS－2壳分析表明,本方法具有很好的计算效率和计算精度,与数值解相比更能揭示其内在的影响规律.     

圆柱壳开孔的应力集中──非圆孔问题的一般解

本文从Donnell型圆柱壳的基本方程出发,利用复变函数方法和保角映射技术,对圆柱壳开非圆形孔的问题进行了研究.首先给出了逼近具有非圆形孔的圆柱壳开孔问题一般解的完备函数序列,构造出了问题的一般解;其次利用有关圆柱壳开小孔的假设概念,给出了圆柱壳开非圆孔时边界条件的一般表达式.进而利用正交函数展开的方法,将待解的问题归结为一组无穷代数方程组的求解问题,并进行直接求解.在本文最后,对圆柱壳开圆孔.椭圆孔附近的应力集中问题进行了数值计算,给出了分析结果.     

环肋加劲圆柱壳在静水压力作用下的初始后屈曲分析

本文用Koiter理论分析环肋加劲圆柱壳在静水压力作用下的后屈曲性能.前屈曲状态采用与边界条件一致的非线性有矩方程,本征值问题的解用伽辽金方法求出,得到的临界载荷与经典线性解作了比较.具体计算了三种不同环肋参数的外肋加劲圆柱壳.结果表明,肋的强弱不仅显著影响临界载荷值,同时也改变了柱壳的缺陷敏感度.     

受轴向压缩圆柱壳塑性屈曲的内时分析

采用内时塑性本构方程的增量和全量表达式分析了受轴向压缩圆柱壳的塑性屈曲，得到了塑性屈曲临界应力与圆柱壳特征尺寸间的关系。对ＡＭＦ和铝合金圆柱壳塑性屈曲进行了分析，与实验结果的比较表明：除对于ＡＭＦ圆柱壳由内时塑性本构方程的全量表达式给出了较经典塑性理论全量分析略为保守的结果外，在其它杨合下，内时分析均给出了较经典塑性理论更符合实验数据的结果。     

圆柱壳小开孔理论解在工程实践中的应用

完全从一个新的角度,重新研究圆柱壳小开孔的理论解,指出了它与圆柱壳大开孔理论解之间的某一种特殊的内在联系。利用这种联系,重新估计了小开孔理论解在工程实践中的应用范围,为如何利用圆柱壳小开孔理论,提供了一种设想。对圆柱壳小开孔理论在工程实践中的应用重新做出了一个评价。     

横向剪变形对具有一小圆孔的浅壳应力集中系数的影响

本文导出了分析计及横向剪变形的浅壳小孔应力集中问题的简化方程.对浅球壳和圆柱壳带一小圆孔的情况,获得了方程的级数形式通解.对均匀内压作用下的圆柱壳,求得了小圆孔边上应力集中系数的近似显式解,并计算了数值结果.     

简支矩形复合材料薄板压缩屈曲后的极限强度

本文通过283块简支矩形玻璃钢薄板的压缩屈曲后极限强度的试验,证明了复合材料薄板在屈曲失稳后仍能继续承载,以玻璃钢为例,可以超过临界载荷的十几倍。文中对薄板的极限强度进行了大挠度和小挠度理论分析,结合复合材料的能量强度理论,最后得出有关极限强度计算公式的C参数曲线,对于45°方向的薄板与试验结果较符合,对于经纬向薄板当β<0.11时比试验结果略大。文中给出的C参数可供产品设计时参考。     

吸湿老化影响下天然纤维增强复合圆柱壳屈曲分析的辛方法

针对一类天然纤维增强复合(natural fiber reinforced composite, NFRC)圆柱壳的屈曲问题展开研究,基于Reissner壳体理论和辛方法,建立了轴压NFRC圆柱壳在Hamilton体系下的屈曲控制方程。将原问题归结为辛空间下的辛本征问题,通过求解辛本征值和本征解可以直接获得高精度的临界载荷和解析的屈曲模态。数值算例分析了NFRC材料的吸湿老化过程对辛本征解表达式的影响,并详细讨论了老化时间、纤维含量和几何参数对NFRC圆柱壳屈曲行为的影响。     

对称圆柱正交异性层合扁球壳的非线性稳定问题

本文建立了对称圆柱正交异性层合扁球壳的大挠度理论.依据这一理论.并应用修正迭代法.我们得到了均布压力作用下具有夹紧固定边界的对称圆柱正交异性层合扁球壳的临界载荷解析解.     

板的大变形分析的混合变分泛函*

本文导出了板在大变形分析的混合变分表达式,在本式中,平衡方程和协调方程是分别用应力函数和位移分量等同满足的,而应力应变关系是在最小二乘方的意义上满足的.解了一个例,并和文献中已知的结果进行了比较.此外,我们写出了特别适用于板的屈曲失稳分析的泛函,并举例题解证明理论的有效.     

混凝土轴拉加卸载随机损伤模型的建立与试验验证

为了分析及深入探讨混凝土在受拉加载及卸载情况下的力学特性,基于随机损伤本构关系提出了一种混凝土轴拉加卸载模型,推导出了混凝土加卸载的应力 应变关系表达式.为了印证理论表达式,进行了混凝土轴向拉伸及加卸载的试验研究,测得了混凝土的材料参数及其相应的轴拉加卸载应力-应变曲线.结合模型的计算结果,对混凝土的轴拉加卸载试验结果进行了对比分析,结果表明:混凝土轴拉加卸载模型能够预测混凝土的极限强度,同时能描述混凝土的强度软化、加载过程中的弹模折减及卸载后的塑性变形.