离散元与壳体有限元结合的多尺度方法及其应用

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。     

一种变厚度的精化壳体理论及其应用

在Reddy型高阶壳体理论的基础上，采用沿壳体厚度方向的剪切应变呈抛物线分布并且能够满足在壳体的上下表面为零的假设，发展出了一种适合于对变厚度壳体进行非线性分析的方法。该方法利用Ritz原理得到问题的控制方程。通过对一种典型的变厚度壳体结构（子午线轮胎）的结构分析，该方法的计算结果与商用有限元软件的三维分析结果能够很好的吻合。表明了该方法的适用性和有效性。     

非惯性参考系中弹性壳的非线性振动分析

给出了弹性壳处于非惯性参系中的运动描述，基于Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理建立了中厚壳在非惯性参考系中的非线性运动控制方程，应用多尺度法及谐波平衡法具体地分析了圆柱壳的非线性振动问题     

厚壁圆柱壳的弹性静力分析

本文研究了考虑横向剪切影响的弹性厚壁圆柱壳的静力问题。利用变分原理得到平衡微分方程组和相应的边界条件。将平衡方程组归并成一个高阶微分方程,用数值法求出它的特征根,得到问题的解。     

复杂载荷作用下圆柱壳的弹塑性动力屈曲研究

对复杂载荷作用下圆柱壳的弹塑性动力屈曲问题进行了研究。基于Hamilton变分原理导出圆柱壳的运动方程 ,本构关系采用增量理论 ,借助增量数值算法求解动力方程组。结果表明 ,均匀径向外压对圆柱壳的轴向冲击的过程或冲击性态有较大的影响 ,并讨论了径向压力与轴向冲击载荷的幅值对结构临界动力屈曲载荷和临界动力失效载荷的影响。     

壳体结构弹塑性大应变动态响应分析

本文利用假设剪切应和薄膜应变场的新型退化壳单元，并考虑大应主影响对壳体结构弹塑性动态分析进行了研究，并编制了相应的程度，此程序采用修正的Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ公式，它不仅考虑了大变形大应变的影响，还对单元的节点坐标和厚度在每个时间步后都给予修正，通过对一些算例计算表明，此程序数值精度很好，可用于壳体结构的工程分析，并得出结论，对于应变问题考虑和忽略大应变影响将有较大的不同。     

阶跃扭矩作用下弹性圆柱壳冲击屈曲

本文首先基于Koiter初始后屈曲理论和Thompson离散坐标方法,给出了受扭圆柱壳的缺陷敏感性分析及冲击扭转屈曲渐近分析,并指出它对应于对称失稳的情形。然后通过求解受扭圆柱壳的非线性动力学方程,指出在阶跃扭矩作用下的后屈曲阶段,壳体的振动幅值剧增,周期变大。     

薄壁柱壳的圆度及三维变形测量技术

本文采用一种新的形状位置（Ｐｒｏｆｉｌｉｍｅｔｒｙ）自动测量计算机处理方法,对钢质圆柱壳的椭圆度进行了测试。具体使用投影光栅,于壳体表现形成栅线影象,自动形成栅线光频率线性编码,用ＣＣＤ摄象机采集到频率编码壳体光栅影象,构成形西半球工波图。将载波的图象经过计算机图象系统获得数值图象。计算机经过快速富立叶变换法解码,输出频率位相值,经数据处理可得到精确的壳面尺度。     

Turbulence,vortex and external explosion induced by venting

The process of explosion venting to air in a cylindrical vent vessel connected to a duct, filling with a stoichiometric methane-oxygen gas mixture, was simulated numerically by using a colocated grid SIMPLE scheme based on k-epsilon turbulent model and Eddydissipation combustion model. The characteristics of the combustible cloud, flame and pressure distribution in the external flow field during venting were analyzed in terms of the predicted results. The results show that the external explosion is generated due to violent turbulent combustion in the high pressure region within the external combustible cloud ignited by a jet flame. And the turbulence and vortex in the external flow field were also discussed in detail. After the jet flame penetrating into the external combustible cloud, the turbulent intensity is greater in the regions with greater average kinetic energy gradient, rather than in the flame front ; and the vortex in the external flow field is generated primarily due to the baroclinic effect, which is greater in the regions where the pressure and density gradients are nearly perpendicular.     

轴向瞬间阶梯载荷下圆柱壳动力屈曲的双特征参数分析

对于轴向瞬间阶梯载荷下圆柱壳的弹性非轴对称动力屈曲问题，将临界应力和屈曲惯性项指数参数作为双特征参数求解。由能量转换和守恒准则，导出压缩波阵面上的屈曲变形附加约束条件。失稳控制方程、边界条件和波阵面上的连续条件，连同此附加约束条件构成求解两个特征参数和动力失稳模态的完备定解条件。由伽辽金法得出求解双特征参数问题的数值方法。