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相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 109 毫秒
1.
李建宇  杨坤  王博  张丽丽 《力学学报》2023,55(4):1028-1038
具有不确定性特征的初始缺陷被认为是导致薄壳结构实际临界载荷值与理论解不相符并呈现分散特征的主要原因.对实际薄壳结构初始缺陷的建模至少需要考虑两个方面的不确定性量化,一是对缺陷分布形式和幅值等固有随机性的量化,二是对小样本量和不准确测量所导致缺陷统计量的不确定性的量化.本文在利用随机场的Karhunen-Loeve展开法对薄壳初始几何缺陷建模的基础上,提出一种基于极大熵原理的缺陷建模方法.首先,采用极大熵分布来估计Karhunen-Loeve随机变量的概率密度函数,以适应不能使用高斯随机场进行缺陷随机场建模的情况.随后,通过将经典的等式约束极大熵模型扩展为区间约束极大熵模型,实现对实际工程中仅能获得少量薄壳结构几何缺陷样本数据所导致的认知不确定性的量化.最后,将所提方法用于对国际缺陷数据库的A-Shell进行缺陷建模和临界载荷预测.研究表明,所提基于区间约束极大熵原理的随机场建模方法在能够有效表征实测数据高阶矩信息的同时,还具备量化小样本数据导致的认知不确定性的能力,并且高斯随机场模型和基于等式约束极大熵原理的随机场模型是本文所提建模方法的两种特殊情况.  相似文献   

2.
针对薄壁圆筒壳结构轴压屈曲载荷的缺陷敏感性以及真实几何缺陷的不确定性,提出一种基于实测缺陷数据和极大熵原理的初始缺陷建模与屈曲载荷预测方法。首先,将初始几何缺陷视为二维随机场,并利用实测缺陷数据和Karhunen-Loève展开法将初始缺陷的随机场建模转化为随机向量的建模;其次,利用极大熵方法确定随机向量的概率分布;最后,基于所构建的初始缺陷随机模型,利用MCMC抽样方法和确定性屈曲分析方法,进行随机屈曲分析并给出基于可靠度的屈曲载荷折减因子。数值算例表明,与直接假设随机场相关结构的方法相比,本文方法的结果是对薄壁圆筒壳屈曲载荷的一个更无偏估计。  相似文献   

3.
吴春雷  赵阳 《实验力学》2007,22(2):119-124
薄壳结构的屈曲通常对初始缺陷十分敏感,因此对几何初始缺陷的精确测量是高质量的壳体屈曲试验的必要环节。本研究旨在开发一套基于激光测距仪的初始缺陷测量系统,以实现对壳体结构的快速、精确、非接触的测量。本文详细介绍该系统的设计思想及实现方法,包括激光测距仪的选择、转动与直线运动的实现、数据采集与计算机自动控制技术等。利用该系统对两个柱支承钢筒仓模型进行了仔细的初始缺陷三维测量,验证了系统的适用性和可靠性。文中还提出了利用二重傅立叶分解技术分析实测缺陷的方法。本文成果与方法为薄壳结构屈曲试验奠定了基础。  相似文献   

4.
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:1,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   

5.
基于前屈曲一致理论,研究了热环境中受轴压功能梯度圆柱薄壳分岔屈曲的边界约束效应问题.导出前屈曲变形的解析解,结合分离变量法与有限差分法求解分岔屈曲控制方程,由此导出确定临界轴压的非线性特征值问题.考虑材料热物性质与温度的相关性,分别就两端简支和两端固支边界条件,分析了温度梯度、初始几何缺陷、组分材料体积分数对分岔屈曲临...  相似文献   

6.
轴压作用下充液圆柱壳屈曲的实验研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文从实验及理论两个方面对充满液体的圆柱壳在轴向压力作用下液体内压的变化进行了实际测试及理论定性分析.采用薄壳理论分析了屈曲前液体内压随轴向压力的变化规律,讨论了壳材料、几何参数及边界约束对内压的影响.通过实验实际测定了内压随轴向压力的变化规律.通过实验手段测定了充满液体的圆柱壳临界载荷、屈曲模态,讨论了充满液体的圆柱壳的承载能力等问题.  相似文献   

7.
王珂晟  唐国金 《力学季刊》2003,24(4):560-566
夹层圆柱壳具有很高的结构效能。在许多工程结构中被广泛采用。本文研究分析了含有轴对称初始缺陷的夹层圆柱壳在轴压下的非线性屈曲问题。该夹层壳具有正交各向异性表层和各向同性可承剪的夹心.利用Stein的前屈曲一致理论得出了前屈曲挠度随轴向载荷及缺陷参数的变化情况,运用Galerkin法导出了屈曲控制方程,并进行了数值计算,得到了屈曲载荷、缺陷幅值、缺陷波数、夹心模量等参量之间的关系.结果表明与壳体实际屈曲模态相同的初始缺陷具有很大的危害性,可以通过增加壳体表层的轴向弹性模量或优化夹心的有关参数等途径来提高屈曲载荷,改善壳体屈曲性能。  相似文献   

8.
轴压随机几何缺陷圆柱壳屈曲的失效函数具有较强的非线性,对于该结构已应用的可靠性分析方法不能同时满足计算精度和计算效率的要求。本文发展一个修正的MonteCarlo法,由两个步骤执行:应用一阶可靠性方法计算Hasofer-Lind可靠性指标β;将简单MonteCarlo法的采样区域限制在基本随机变量构成的n维β-球外部,采样点由一个χ2分布的随机半径R≥β和(-1,1)均匀分布的随机方向组成,该修正的MonteCarlo法用于轴压随机几何缺陷圆柱壳屈曲强度可靠性分析表明,在相同精度的情况下修正的MonteCarlo法的样本容量比简单MonteCarlo法要低3个数量级,一阶可靠性方法的计算误差随着与分支屈曲模态一致的初始几何缺陷项数的增加越来越显著  相似文献   

9.
王杰方  安海  安伟光 《力学学报》2016,48(1):181-191
超空泡运动体的动力屈曲失稳具有隐蔽性、突发性和危险性,因而必须研究清楚运动体的失稳区域边界及失稳振幅.将超空泡运动体模拟成受轴向周期载荷作用的细长圆柱薄壳,给出非线性几何方程、物理方程和平衡方程,建立细长圆柱薄壳带有非线性项的动力屈曲微分方程组;依据非线性项的形式,给出合理的非线性位移表达式,得到具有周期性系数的非线性横向振动微分方程;采用伽辽金变分法和和鲍洛金方法,获得带有周期性系数和非线性项的马奇耶方程;求解非线性马奇耶方程,得到第一、第二阶不稳定区域内的定态振动振幅的解析表达式;绘制超空泡运动体的非线性参数共振曲线,分析航行速度、载荷比例系数、轴向载荷频率和振型对参数共振曲线的影响.以上研究为建立基于参数共振的圆柱薄壳动力失稳的可靠性分析及基于参数共振可靠性的结构动力优化设计的奠定了理论基础.  相似文献   

10.
通过对拱顶储罐罐壁承受轴向载荷、初始几何缺陷及轴压失稳状况研究,指 出在固定顶罐设计、建造和运行各阶段都应进行罐壁轴压稳定性校核. 根据圆柱薄壳稳定性 理论和轴压失稳临界应力数值分析计算结果,提出固定顶罐罐壁轴压稳定性校核方法和数学 模型,并运用回归分析方法建立罐壁轴压失稳临界应力计算公式. 对几种常用规格的拱顶罐 有初始挠度缺陷罐壁轴压稳定性分析表明:随储罐容积和罐壁初始挠度增大,罐壁轴压稳定 性呈减弱趋势.  相似文献   

11.
12.
研究了动载作用下含有不确定初始几何缺陷壳的动态屈曲问题.给出了不确定初始几何缺陷在椭球描述和区间描述下,壳的动态响应和安全因子的界限估计.从数学证明和数值算例两方面,讨论了基于不确定性初始几何缺陷两种描述的凸模型方法和区间分析方法所得壳动态响应及安全因子的界限的关系,为判断壳的动态屈曲失效提供了依据.  相似文献   

13.
The results of an experimental and analytical study of the effects of initial imperfections on the buckling and postbuckling response of three unstiffened thin-walled compression-loaded graphite-epoxy cylindrical shells with different orthotropic and quasi-isotropic shell-wall laminates are presented. The results identify the effects of traditional and non-traditional initial imperfections on the non-linear response and buckling loads of the shells. The traditional imperfections include the geometric shell-wall mid-surface imperfections that are commonly discussed in the literature on thin shell buckling. The non-traditional imperfections include shell-wall thickness variations, local shell-wall ply-gaps associated with the fabrication process, shell-end geometric imperfections, non-uniform applied end loads, and variations in the boundary conditions including the effects of elastic boundary conditions. A high-fidelity non-linear shell analysis procedure that accurately accounts for the effects of these traditional and non-traditional imperfections on the non-linear responses and buckling loads of the shells is described. The analysis procedure includes a non-linear static analysis that predicts stable response characteristics of the shells and a non-linear transient analysis that predicts unstable response characteristics.  相似文献   

14.
Buckling behaviors of axially compressed functionally graded cylindrical shells with geometrical imperfections are investigated in this paper using Donnell shell theory and the nonlinear strain-displacement relations of large deformation. The analysis is based on the nonlinear prebuckling consistent theory. Both the prebuckling effects and the temperature-dependent material properties are taken into account. The buckling condition for imperfect functionally graded cylindrical shells is obtained by using the Galerkin method. Numerical results show various effects of imperfection, structural type, power law exponent, temperature and dimensional parameters on buckling. The present theoretical results are verified by those in literature.  相似文献   

15.
The effect of local geometric imperfections on the buckling and postbuckling of composite laminated cylindrical shells subjected to combined axial compression and uniform temperature loading was investigated. The two cases of compressive postbuckling of initially heated shells and of thermal postbuckling of initially compressed shells are considered. The formulations are based on a boundary layer theory of shell buckling, which includes the effects of the nonlinear prebuckling deformation, the nonlinear large deflection in the postbuckling range and the initial geometric imperfection of the shell. The analysis uses a singular perturbation technique to determine buckling loads and postbuckling equilibrium paths. Numerical examples are presented that relate to the performances of cross-ply laminated cylindrical shells with or without initial local imperfections, from which results for isotropic cylindrical shells follow as a limiting case. Typical results are presented in dimensionless graphical form for different parameters and loading conditions.  相似文献   

16.
In this paper,energy method and finite difference method are used to Compute theinstability behavior of multilayered fiber composite cylindrical shells under axialcompression,hydrostatic pressure and torsion.The influences of initial imperfections,geometrical nonlinearities of shells and physical nonlinearities of the materials to thebuckling and postbuckling behavior of the shells are considered.The effect of transverseshear is also discussed.The computational results of this paper are well agreed with theexperimental data.  相似文献   

17.
The paper outlines a numerical method for stability analysis of cylindrical shells with initial imperfections. We solve a nonlinear buckling problem for a cylindrical shell with variable wall thickness under surface pressure. The imperfections of the shell are modeled as the first buckling mode. A probabilistic approach is used to determine the reliability against buckling of the cylindrical shell with the probability density of initial imperfections represented by uniform distribution, triangular distribution, or Gaussian distribution  相似文献   

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