大跨度双层网壳的非线性动态响应

网壳结构在大跨度结构中得到广泛应用．在建立了双层网格扁球壳的非线性强迫振动微分方程的基础上,研究了在边缘滑动固定的边界条件下,双层网格扁球壳的非线性动态响应问题．用突变理论建立了该网壳的尖点突变模型,得出了突变的临界方程,并阐述了网壳参数对该结构动态屈曲的影响．     

爆炸冲击下复合材料层合扁球壳的动力屈曲

研究计及横向剪切的复合材料层合扁球壳在爆炸冲击载荷作用下的非线性轴对称动力屈曲问题。通过在复合材料层合扁球壳非线性稳定性的基本方程中增加横向转动惯量项并引入R.H.Cole理论的爆炸冲击力,得到爆炸冲击下复合材料层合扁球壳的动力控制方程,应用Galerkin方法得到用顶点挠度表达的爆炸冲击动力响应方程,并采用Runge-Kutta方法进行数值求解,采用Budiansky-Roth准则确定冲击屈曲的临界载荷,讨论了壳体几何尺寸对复合材料层合扁球壳冲击屈曲的影响;数值算例表明,此方法是可行的。     

矩形脉冲作用下复合材料层合扁球壳的冲击屈曲分析

研究了计及横向剪切的复合材料层合扁球壳在矩形脉冲载荷作用下的非线性动力屈曲问题;采用Galerkin方法得到以顶点挠度表达的动力响应方程,并用Runge-Kutta方法进行数值求解,应用Budiansky-Roth准则(简称B-R准则)确定冲击屈曲的临界荷载;讨论了壳体几何尺寸和物理参数对复合材料层合扁球壳冲击屈曲的影响;数值算例表明,该方法是可行的.     

夹层扁球壳的非线性稳定性

基于Reissner假设和变分原理,给出夹层扁球壳在均布压力作用下的大挠度方程,采用修正迭代法求得了夹层扁球壳非线性稳定问题的解析解,得到两类边界条件下临界屈曲载荷的表达式,讨论了几何参数和物理参数对临界屈曲载荷的影响     

集中载荷作用下变厚度开顶扁球壳的非线性稳定问题

首先应用逐步加载法将具有硬中心的开顶扁球壳在集中载荷作用下的非线性微分方程组线性化，然后利用样条配点法解线性微分方程组，得到了临界载荷的大小。     

复合材料层合扁球壳的非线性强迫振动

研究了考虑横向剪切的对称层合圆柱正交异性扁球壳的非线性强迫振动问题，得到了共振周期解和非共振周期解．最后，还分析了横向剪切对幅频特性曲线的影响     

S型功能梯度扁球壳非线性屈曲的渐近分析

本文利用渐近迭代法获得了边界弹性支撑的功能梯度扁球壳的非线性屈曲问题的理论解．假设材料组分体积分数沿壳体厚度方向呈sigmoid幂函数变化,边界上考虑一般的弹性支撑约束．基于经典的薄壳理论和几何非线性关系,导出了S型功能梯度扁球壳的非线性屈曲问题的控制方程．采用渐近迭代法通过两次迭代得到了无量纲挠度和均布荷载之间的非线性特征关系．通过与已有有限元方法和其他数值方法的结果对比,验证了本文解的有效性和高精度．同时,通过计算阐述了缺陷因子、材料参数、边界约束系数及特征几何参数对壳体临界屈曲荷载的影响．     

黏弹性层合圆柱壳的蠕变分岔屈曲

采用Boltzmann积分型本构关系描述铺设单层的黏弹性力学行为,基于DMV扁壳假定和Kármán- Donnell几何非线性关系,研究了对称铺设黏弹性层合圆柱壳的前屈曲变形特征和分岔蠕变屈曲．对玻璃纤维/环氧树脂基复合材料层合圆柱壳的分析结果表明,在前屈曲阶段,挠曲变形和环向薄膜力随时间的变化趋势主要取决于圆柱壳的铺设方式,可以呈现完全相反的变化特征；层合短圆柱壳两端的边界条件对其蠕变分岔屈曲行为有决定性的影响,径厚比的增加将使分岔形式的延迟失稳现象更加明显．     

考虑损伤效应的开孔浅球壳的非线性动力响应与动力屈曲

研究损伤对开孔浅球壳非线性动力响应与动力屈曲的影响.基于Talreja张量内变量损伤模型,建立了纤维增强复合材料板壳弯曲问题的损伤本构关系,导出了考虑损伤效应的具轴对称变形正交各向异性开孔浅球壳的非线性运动控制方程.对未知函数在空间域采用正交点配置法离散,时间域采用Newm ark-β方法离散.数值结果表明,由于损伤导致结构刚度不断削弱,结构振幅增大而频率减小,结构的动力临界屈曲载荷降低.     

扁球壳轴对称屈曲问题的样条函数解法

本文用三次B样条函数和迭代法求解圆底扁球壳在逐次加载时挠度增量和内力增量所满足的变系数非线性微分方程,从而得出均布荷载作用下周边固定圆底扁球壳轴对称弯曲问题的解答。文中计算了λ≤46的各种λ值的极值屈曲荷载,所得结果在λ≤20时与Budiansky等所得结果一致。     

Nonlinear dynamic buckling of symmetrically laminated cylindrically orthotropic shallow spherical shells

Summary In this paper, a model of cusped catastrophe at nonlinear dynamic buckling of a symmetrically laminated cylindrically orthotropic shallow spherical shell is presented. The shell is subjected to an axisymmetrical load. Effects of transverse shear are taken into account. Effects of the shear modulus, geometry and parameters of the material on the nonlinear dynamic buckling are discussed. Received 2 April 1997; accepted for publication 27 November 1997     

THE DYNAMIC BUCKLING PROBLEM CAUSED BY PROPAGATION OF STRESS WAVE IN ELASTIC

ＨａｎＱｉａｎｇ（韩强）；ＭａＨｏｎｇｗｅｉ（马宏伟）；ＺｈａｎｇＳｈａｎｙｕａｎ（张善元）；ＹａｎｇＧｕｉｔｏｎｇ（杨桂通）；ＷｕＪｉｋｅ（武际可）（ＲｅｃｅｉｖｅｄＮｏｖ．１８．１９９４）ＴＨＥＤＹＮＡＭＩＣＢＵＣＫＬＩＮＧＰＲＯＢＬＥＭＣＡＵＳ...     

超空泡运动体圆柱薄壳的非线性动力屈曲分析

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.      

Nonlinear analysis on dynamic buckling of eccentrically stiffened functionally graded material toroidal shell segment surrounded by elastic foundations in thermal environment and under time-dependent torsional loads

The nonlinear analysis with an analytical approach on dynamic torsional buckling of stiffened functionally graded thin toroidal shell segments is investigated. The shell is reinforced by inside stiffeners and surrounded by elastic foundations in a thermal environment and under a time-dependent torsional load. The governing equations are derived based on the Donnell shell theory with the von K′arm′an geometrical nonlinearity,the Stein and McE lman assumption, the smeared stiffeners technique, and the Galerkin method. A deflection function with three terms is chosen. The thermal parameters of the uniform temperature rise and nonlinear temperature conduction law are found in an explicit form. A closed-form expression for determining the static critical torsional load is obtained. A critical dynamic torsional load is found by the fourth-order Runge-Kutta method and the Budiansky-Roth criterion. The effects of stiffeners, foundations, material,and dimensional parameters on dynamic responses of shells are considered.     

A catastrophe model for the impact torsional buckling of elastic cylindrical shell

The catastrophe theory is used to study the impact buckling of elastic structures. A criterion for impact buckling is established based on the proposed catastrophe system, in whose bifurcation set the critical step load is located. By the present theory, the impact torsional buckling for a clamped cylindrical shell is studied and the critical step torques for different imperfections are given. Also, the static critical torque is given, and it is shown that the critical step torque is smaller than the critical static torque.The project is supported by National Natural Science Foundation of China     

Nonlinear static and dynamic analysis for laminated,annular, spherical caps of moderate thickness

Based on Timoshenko-Mindlin kinematic hypothesis, the shallow shell theory is extended to include the transverse shear deformation for the nonlinear axisymmetric dynamic analysis of the symmetric cross-ply shallow spherical shell. Using the orthogonal point collocation method and the Newmark scheme, an iterative solution is formulated. The numerical results for the nonlinear static and dynamic responses and dynamic buckling of these shallow spherical shells with circular holes under uniformly distributed static or dynamic normal impact loads are presented and compared with available data.     

静力预加载结构冲击屈曲的突变模型

基于突变理论给出静力预加载弹性结构冲击屈曲的准则,并将其用于处理Budian-sky-Hutchinson简单力学模型的冲击屈曲分析和受扭圆柱壳的冲击扭转屈曲分析,给出了临界载荷的求解公式。     

网格扁壳结构的非线性弯曲与稳定问题研究

本文利用作者分析得到的矩形网格扁壳结构的非线性控制方程，采用双重Ｆｏｕｒｉｅｒ级数求解了该类结构的非线性问题。推导得到了外载与结构（中心）节点横向位移之间的三次非线性关系式。并作了算例分析，给出了结构产生失稳跳跃的条件。     

冲击扭矩作用下碳纳米管动力屈曲的研究

为了研究碳纳米管在冲击扭矩作用下的动力屈曲,采用了连续模型将碳纳米管模拟成半无限长的弹性连续圆柱壳。将冲击扭矩作用下碳纳米管的动力屈曲问题归结为由于扭转应力波传播导致的分叉问题,此分叉问题被化为一个非线性方程组的求解。最后进行了数值分析,讨论了碳纳米管的不同参数对动力屈曲的影响,发现碳纳米管有极强的抗冲击性,临界屈曲剪应力可高达几百吉帕。