首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 93 毫秒
1.
为研究水下爆炸载荷作用下潜艇结构的动力屈曲现象,以潜艇耐压结构的简化模型环肋加筋圆 柱壳结构为研究对象,建立流固耦合有限元分析模型,应用瞬态有限元分析程序MSC.Dytran对该结构在水 下爆炸冲击载荷作用下的弹塑性动力屈曲行为进行研究,基于Budiansky-Roth准则和Southwell方法确定环 肋加筋圆柱壳结构的临界屈曲载荷,讨论结构动力屈曲的影响因素如载荷强度、网格密度、径厚比、长径比、加 筋截面间距、加筋尺寸等对环肋加筋圆柱壳结构动屈曲模态和临界屈曲载荷的影响。结果表明:采用建立的 流固耦合有限元分析模型,应用动力瞬态有限元软件MSC.Dytran可以对加筋圆柱壳结构的动力屈曲行为进 行模拟,模型网格尺寸大小、结构几何参数对结构的动力屈曲临界载荷都有一定的影响,其中加筋圆柱壳结构 的径厚比对结构的动力屈曲临界载荷影响最为显著。  相似文献   

2.
圆柱壳是工程实际中广泛应用的结构,其主要破坏形式是屈曲失稳.作为力学领域的经典问题,圆柱壳稳定性问题的研究非常之多.其中,受均匀轴向压力的圆柱壳由于临界屈曲载荷的理论预测值与早期试验结果之间的巨大差异,更是推动了壳体稳定性理论的不断发展.本文简要回顾了壳体稳定性理论的发展和分类,并对轴压圆柱壳体试验结果分散且远低于理论预测值的原因及含缺陷圆柱壳体的稳定性研究方法进行了总结,然后综述了地下空间顶管、储油罐、加筋圆柱壳及脱层圆柱壳等实际工程中广泛应用的圆柱壳结构稳定性研究的现状和趋势,最后展望了将来对工程应用中圆柱壳结构的稳定性研究的难点和方向.  相似文献   

3.
基于代理模型和等效刚度模型的加筋柱壳混合优化设计   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对轴压作用下的加筋柱壳后屈曲性能优化计算较大的问题,本文提出了一种基于代理模型和等效刚度模型的混合优化策略,即运用基于等效刚度的平铺模型进行有限元后屈曲分析以代替试验设计中大量的精细加筋模型分析,并通过控制等效模型的单元尺寸来调整其分析精度,而等效刚度模型计算时长仅约为精细加筋模型的1/3。对构建的代理模型采用多岛遗传算法进行极限承载力等约束下的轻量化设计,调用精细模型有限元后屈曲分析对代理模型进行更新,从而保证代理模型的拟合精度并得到优化解。工程算例结果表明,本文提出的混合优化方法,使加筋柱壳结构在满足承载力情况下减重效果明显。  相似文献   

4.
为了提高加筋圆柱壳结构的承载能力,提出了一种新型的非均匀加筋圆柱壳结构设计方案,其中加筋圆柱壳筋条体系采用非均匀布置的方式。本文基于非线性显式动力学方法对非均匀加筋圆柱壳进行了稳定性分析,得到了壳体完善结构和缺陷结构的承载能力。研究结果表明:在不改变结构质量的情况下,非均匀加筋圆柱壳结构以降低壳体两端刚度和增强壳体中部刚度的方式来避免壳体结构中部率先发生屈曲失稳,从而提高了薄壁结构的承载能力。此外,非均匀加筋圆柱壳结构在抵抗几何缺陷方面表现出更为优异的力学性能,具有更低的缺陷敏感性。基于此,本文构造了低缺陷敏感性的非均匀加筋圆柱壳优化模型,并应用算例证明了该优化模型的实用性以及该结构在工程中的适用性。  相似文献   

5.
本文导出了具有正交异性复合铺层和偏心加筋的圆柱壳体在轴压、横向压力或它们的任意组合作用下的屈曲问题的近似解,文中提出的方法使壳中不同铺层及偏心加筋引起的弯曲与拉伸间的耦合研究成为可能。以前的研究方法表明由于忽略了弯一拉耦合效应,所予测的屈曲结果是不完全正确的。  相似文献   

6.
变角度纤维复合材料的纤维方向角可沿铺层面内连续变化,因此相应结构的性能具有更高的设计灵活性和更大的优化空间.本文假设纤维方向角沿圆柱壳的轴向呈正弦函数变化,对变角度纤维复合材料圆柱壳在两端简支边界条件下的轴压屈曲问题进行研究.基于Donnell经典壳体理论,推导变角度纤维复合材料圆柱壳的前屈曲控制方程并运用伽辽金法进行求解,然后采用瑞利里兹法求解屈曲问题.通过和现有文献及有限元数值结果的对比,验证了本文模型的收敛性和正确性,通过数值算例分析了纤维起始角和终止角的变化对圆柱壳的屈曲临界荷载的影响.本文的研究结果可为变角度纤维复合材料圆柱壳的分析和设计提供一定的参考.  相似文献   

7.
为了对加筋圆柱壳进行面向低缺陷敏感度的结构设计,针对一个直径为3m 的正置正交加筋圆柱壳,基于显式后屈曲数值分析,研究了预制不同幅度的内凹、外凸双曲母线形状设计的加筋圆柱壳轴压临界荷载对初始模态缺陷的敏感性。结果表明:外凸双曲母线形状可在幅度为20mm时提高含缺陷结构的轴压临界荷载,可达6.6%,表现为对缺陷的低敏感性;内凹双曲母线则可在幅度为-10mm时小幅提高完善结构的轴压临界荷载,可达1.7%;当加筋圆柱壳应用于运载火箭的燃料贮箱时,燃料加注会升高贮箱内压,因此可通过内压控制形成外凸形状来降低结构的缺陷敏感性。  相似文献   

8.
宋广凯  孙博华 《力学学报》2021,53(2):448-466
柱壳结构广泛应用于各个领域, 但由于其对初始缺陷较为敏感, 容易发生灾难性的屈曲失稳. 本文利用非线性有限元分析程序ABAQUS研究了柱壳屈曲问题, 并应用到了易拉罐的屈曲分析. 首先采用数值模拟的方法验证了Virot等学者的易拉罐屈曲试验结果, 然后为了获得屈曲的一些普适结果, 进一步考察了柱壳的屈曲表现. 对柱壳结构在不同载荷组合、不同几何参数作用下进行了细致分析. 为了讨论的直观, 本文绘制了柱壳结构在受到侧压-轴压载荷作用下外力-屈曲载荷-位移三维屈曲地貌图(称为landscape). 结果表明: 在侧压-轴压-扭转载荷作用下, 试件力-位移曲线出现了"cliff"(断崖)现象; 扭转载荷的施加不利于试件整体稳定性, 并造成了试件对初始缺陷的敏感性; 对于受到轴压-扭转载荷作用的试件, 本文定义承载力为零的平面为"sea level"(海平面)来区分试件破坏模式; 通过对不同边界条件的试件进行分析, 发现试件两端固定可以有效地增加结构的承载能力, 提高稳定性. 对柱壳结构内部充气可以大幅度提升结构的承载能力和稳定性, 减小对初始缺陷的敏感度.   相似文献   

9.
离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用   总被引:5,自引:1,他引:4  
在深入研究复杂结构和非均质材料冲击响应和破坏机理的过程中,往往遇到多尺度计算问题。本文尝试建立三维离散元与壳体有限元结合的多尺度方法用于处理圆柱壳问题,该方法采用三维离散元对感兴趣的局域进行局部模拟,利用平板壳体有限元进行整体模拟,采用一种特殊的过渡层使离散元区和有限元区能很好的衔接。我们将这一方法应用于激光辐照下充压柱壳的热/力耦合冲击破坏响应,得到的模拟结果与文献报道有较好的吻合。  相似文献   

10.
充满液体的封闭圆柱壳受轴压时屈曲过程的实验研究   总被引:2,自引:1,他引:1  
张善元  刘志芳 《实验力学》1998,13(2):197-202
报导了对充满水的金属圆柱薄壳在轴向压缩时屈曲性能的实验结果。实验观察表明,充满液体的金属圆柱壳在轴压作用下的屈曲模态呈轴对称型,液体的内压与外部轴压随轴向缩短的变化趋势大致相同。由于壳内液体的存在,同内空的圆柱壳相比只是临界载荷略有提高,屈曲后承载能力并无显著降低,且对初始几何缺陷表现得远不象内空柱壳那样敏感。  相似文献   

11.
In this paper a finite element formulation of a reduction method for dynamic buckling analysis of imperfection-sensitive shell structures is presented. The reduction method makes use of a perturbation approach, initially developed for static buckling and later extended to dynamic buckling analysis. The implementation of a single-mode dynamic buckling analysis in a general purpose finite element code is described. The effectiveness of the approach is illustrated by application to the dynamic buckling of composite cylindrical shells under axial and radial step loads. Results of the reduction method are compared with results available in the literature. The results are also compared with full model finite element explicit dynamic analysis, and a reasonable agreement is obtained.  相似文献   

12.
旋转薄壳稳定性的数值分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
李辉  武际可 《力学学报》1990,22(1):110-114
用数值方法求解旋转薄壳稳定性问题的主要困难在于:对任意应力状态下的旋转壳进行稳定性分析,各谐波间彼此耦合,致使方程推导的复杂性和计算量都增大,本文采用[3]所提供的单元及经典的能量判据,在最一般的提法下构造了有限元列式,详细讨论了耦合情况,利用本文方案编制程序并进行了许多算例分析,结果令人满意。同时表明在某些情况下边界条件对临界载荷的影响很大,这可以部分地解释古典稳定性分析结果与实验偏差较大以及实验数据分散的原因。  相似文献   

13.
提出一种分析脱层圆柱壳稳定性问题的混合变量条形传递函数方法。首先基于一阶剪切理论,通过定义广义位移变量和对应的广义力变量,建立壳的改进的混合变量能量泛函;然后引入条形单元,对混合变量在环向进行离散,从而导出超级壳单元的混合变量能量泛函,由变分原理得到控制方程,采用传递函数方法得到其形式解;最后,将含环向贯穿脱层的复合材料层合壳作为超级壳单元的组合体,得到脱层壳的屈曲方程。给出了脱层大小和深度以及脱层壳边界条件对屈曲载荷的影响。  相似文献   

14.
The variational finite element method in displacements is used to solve the problem of geometrically nonlinear deformation and stability of cylindrical shells with a noncircular contour of the cross-section. Quadrangle finite elements of shells of natural curvature are used. In the approximations of element displacements, the displacements of elements as solids are explicitly separated. The variational Lagrange principle is used to obtain a nonlinear system of algebraic equations for the unknown nodal finite elements. The system is solved by the method of successive loadings and by the Newton-Kantorovich linearization method. The linear system is solved by the Crout method. The critical loads are determined in the process of solving the nonlinear problem by using the Sylvester stability criterion. An algorithm and a computer program are developed to study the problem numerically. The nonlinear deformation and stability of shells with oval and elliptic cross-sections are investigated in a broad range of variation of the elongation and ellipticity parameters. The shell critical loads and buckling modes are determined. The influence of the deformation nonlinearity, elongation, and ellipticity of the shell on the critical loads is examined.  相似文献   

15.
本文提出了一种分析环加肋开孔柱壳屈曲问题的混合有限条──有限元法。环加肋柱壳作为一个构造上的正交各向异性壳处理,柱壳非开孔区采用有限条元离散,开孔区采用有限单元离散。在有限条元与有限单元交界面上,根据位移协调条件建立条元和单元的耦合关系,并据此构造一种特殊的过渡单元、联接条元和单元,进行整体分析。算例表明,这一方法对开孔柱壳屈曲问题的分折十分有效。  相似文献   

16.
Stability of imperfect elastic cylindrical shells which are subjected to uniform axial compression is analyzed by using the finite element method. Multiple interacting localized axisymmetric initial geometric imperfections, having either triangular or wavelet shapes, were considered. The effect of a single localized geometric imperfection was analyzed in order to assess the most adverse configuration in terms of shell aspect ratios. Then two or three geometric imperfections of a given shape and which were uniformly distributed along the shell length were introduced to quantify their global effect on the shell buckling strength. It was shown that with two or three interacting geometric imperfections further reduction of the buckling load is obtained. In the ranges of parameters that were investigated, the imperfection wavelength was found to be the major factor influencing shell stability; it is followed by the imperfection amplitude, then by the interval distance separating the localized imperfections. In a wide range of parameters this last factor was recognized to have almost no effect on buckling stresses.  相似文献   

17.
提出了一种分析含内埋矩形脱层正交各向异性圆柱壳稳定性问题的混合变量条形传递函数方法。首先基于Mindlin一阶剪切壳理论,通过定义圆柱壳的广义力变量和混合变量,建立了壳的改进混合变量能量泛函;然后,为了便于脱层壳的分区求解,通过引入条形单元,创建了基于混合变量条形传递函数解的含脱层和不合脱层两种超级壳单元;在此基础上,将含内埋矩形脱层的复合材料层合壳划分成两种超级壳单元的组合体,通过各超级壳单元相互之间连接结点处的位移连续和力平衡条件得到脱层壳的屈曲方程;最后由屈曲方程计算含内埋矩形脱层壳的屈曲载荷和屈曲模态。算例分析的结果验证了本方法的正确性,并给出了几种因素对屈曲载荷和屈曲模态的影响。  相似文献   

18.
提出了一种分析交各向异性圆柱壳和阶梯圆柱壳稳定性问题的混合变量条形传递函数方法。首先基于Fluegge薄壳理论,通过定义广义位移变量和对应的广义力变量,建立了圆柱壳混合变量能量泛函;然后通过引入条形单元,定义混合状态变量和采用传递函数方法对超级壳单元求解,得到具有多种边界条件圆柱壳屈曲问题的半解析解;最后通过位移连续和力平衡条件,可以得到阶梯圆柱壳屈曲问题的解。理论解推导过程表明此方法在引入边界条件和进行阶梯圆柱壳求解时非常方便。算例分析的结果验证了本方法的正确性。  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号