具有复合正交异性铺层和偏心加筋的圆柱壳体的屈曲问题

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。     

基于变密度法的平模台振加强筋布局优化

针对混凝土预制构件水平成型振动台(简称平模台振)振动效果改进的问题,提出了通过优化振动台面加强筋布局来提高其振动效果的方法.基于变密度拓扑优化法,建立以加强筋单元相对密度为设计变量,振动台面柔度最小为目标的优化模型,并进行灵敏度分析,采用最优准则法求解优化模型;根据拓扑优化结果,对振动台面加强筋进行布局优化,获得了合理的振动台面结构.通过仿真对比,优化后的振动台面既提高了结构固有频率、强度和刚度,又实现了结构轻量化,为平模台振的设计提供了指导.     

敷去耦层有限加筋板声辐射近似解析解

本文主要研究了流体负载下敷设去耦阻尼层的加筋板,在外界激励力作用下的振动和声辐射,推导出了敷设去耦层有限长加筋板的振动响应和水下辐射噪声近似解析解。采用弹性理论来描述去耦层,并采用模态迭加理论构造响应函数,将加强筋等效为线力的作用,以复模量形式计及去耦阻尼层损耗因子,建立了敷设去耦阻尼层加筋板的理论解析模型,结合加筋板与去耦层变形连续条件、结构与流体连续性条件组成了声-流体-结构的耦合方程,结合数值计算方法,得到了有限长加筋板结构的振动位移及水下辐射噪声。开展相应数值算例与模型试验结果吻合较好,验证本文方法的正确性。     

复合材料后压力框加筋元件双轴拉伸试验与模拟

试验针对应用在飞机后压力框上的碳纤维织物复合材料的力学特性和设计压力框壳体加强筋的刚度匹配问题,本文设计了十字形的试件,并开展了双轴拉伸试验,测试分析了试件中心位置含有不同尺寸加强筋时对刚度和强度的影响。依照试验条件,建立有限元模型,以中心位置未加筋试件为基准,探讨了两种尺寸筋条增强效果的差异。试验与模拟结果表明:在双轴拉伸载荷作用下,帽型加强筋明显提高了试件刚度和强度;两种筋条尺寸的差异对于试件刚度和强度的影响不明显;根据重量最小的原则,在同等条件下使用较小尺寸加强筋更为合适;有限元模拟与试验结果吻合良好,验证了本文提出的试验和模拟方法可用于复杂应力条件下织物复合材料结构的力学性能分析。     

板状材料上加强筋的几何形状对兰姆波透射特性的影响

为研究板状材料上加强筋结构对兰姆波透射特性的影响,通过有限元仿真和实验的方法,结合兰姆波频散曲线和二维傅里叶变换分析方法,研究了不同几何形状的加强筋结构对兰姆波垂直入射时的透射特性。仿真与实验的结果表明:加强筋结构会对兰姆波产生梳状滤波器效应,即同一几何形状的加强筋对不同频率的兰姆波透射程度不同;梳状滤波器的通带带宽和通带个数受到加强筋几何形状的影响;随着加强筋高度的增加,梳状滤波器的通带带宽变小且通带个数增加;随着加强筋厚度的增加,梳状滤波器的通带带宽和个数并不呈现单调变化;对于同一高厚比的加强筋,随着加强筋体积的变大,梳状滤波器的通带宽变小且通带个数增加。该研究结果可用于指导利用兰姆波对具有加强筋结构的板状材料进行结构健康监测和无损检测时兰姆波有效频率的选择,从而提高兰姆波能量的利用率和信号的信噪比。      

一种分析周期加筋板声辐射的高效方法

为了研究周期加筋板的声辐射特性,建立了一种计算水中周期加筋板在简谐点力作用下的远场辐射声压的高效方法。该方法借助于傅里叶变换法只要先将耦合系统的声振方程,加强筋的弯曲和扭转运动方程,声学波动方程和耦合边界条件转换到波数域中,联合求解得到一组关于平板横向位移的无限大耦合代数方程组,再将该方程组截断成有限大小由数值方法求出波数域中的位移响应,便可结合稳相法得到远场辐射声压。与现有方法给出的结果对比发现二者完全吻合,验证了本文方法的有效性;通过数值方法研究了激励力位置、板厚,加强筋间距和宽度对周期加筋板声辐射特性的影响,得到了具有实际意义的结论。      

车载LNG储罐加强筋结构轻量化技术研究

轻量化是目前车载储罐研究发展的重点方向之一.针对车载储罐外简体角钢加强筋强化结构,通过正交设计和matlab软件对原有角钢结构的短边宽,长边宽和边厚进行了优化分析.同时,对车载LNG储罐整体进行三维建模,对储罐外简体的角钢加强筋的分布进行重新排布.结果表明:影响角钢刚度的主要因素是长边宽,在与原有角钢刚度和质量不变的条件下优化出一种新型角钢加强筋结构,其短边宽为32.65mm,长边宽为100mm,边厚为3.6033 mm.原有角钢的短边宽为35 mm,优化后的结果可以使其降低2.35 mm,这样就可以使外简体减少4.7mm的直径.通过对原有角钢排布进行合理设计,使得加强筋的数量优化后可减少2根,外筒体最大应力为142MPa,角钢最大应力为110MPa,均满足角钢和外简体材料的许用应力,且应力分布比优化前更加合理,更有效的发挥了角钢的结构强化作用.同时,减轻了LNG罐车装备重量,可提高营运效率、降低运输成本.     

弹体侵彻带加强筋结构靶的实验研究

以舰船结构为目标,设计了带加强筋的结构靶,并用模拟装药弹体对单层或多层模拟结构靶进行了侵彻实验。根据实验结果,建立了弹体侵彻结构靶板的剩余速度公式。分析了加强筋对靶板破坏模式和弹道参数的影响,对靶板吸收能量的情况进行了分析。结果表明,对于塑性较差的靶板,加强筋的刚度作用是影响靶板能量吸收和破坏模式的主要因素。实验结果对加筋防护结构的设计具有一定的参考价值。     

Link-Interface技术在救生舱数值检测中的应用

对煤矿井下救生舱体的抗冲击强度进行数值检测时,经常将舱门等特殊结构进行简化,以缩短计算周期;然而,当救生舱体受到爆炸冲击时,发生较大变形或失效的部位多出现在这些特殊结构上。为了能够模拟这些结构的动态响应,同时又不影响整体分析的计算周期,研究了一种基于LS-DYNA有限元软件的Link-Interface数值模拟技术。利用该技术,对某特定救生舱的舱门及加强筋进行了重点计算。结果表明:在正面冲击压力峰值为1.5MPa的前提下,舱门的最大位移单元在中心位置,并且位移峰值随着冲击载荷的压力上升时间呈指数衰减规律;增加环向加强筋的厚度对于提升舱体侧面强度的效果优于轴向加强筋,因此设计救生舱时应该重点考虑环向加强筋的厚度。     

9-cell TESLA超导加速腔研制中Dumb-Bells的测量与调整

为了保证9-cell超导加速腔在场的平滑度、TM010的频率以及加速器的总长度达到TESLA国际标准,必须确保每个Dumb-Bell在以上各方面达到标准要求.由于冲压、机加工以及电子束焊接等过程会引起形变,因此,必须在完成iris和加强筋的电子束焊接之后对Dumb-Bells进行微波和机械测量,并根据测量的结果对其腔形和长度等作必要的调整.北京大学已经建立了一套完整的测量和调整Dumb-Bells的装置,本文深入研究了Dumb-Bells的测量与调整的方法.