环向加筋园柱曲板侧压稳定实验

一、前言加筋结构在航空工业和其它方面广泛采用。加筋园柱曲板在均匀侧压作用下的稳定问题,更是经常遇到又必须解决的问题。目前,这方面的资料很不完善,试验资料更为缺乏。曾对加筋园柱曲板的侧压稳定性进行了理论分析[1],[2],[3]。其中[1],[3]是将加筋曲板当作各向异性板处理。[1]假定屈曲前为薄膜应力状态,得到了相当简洁的公式;[3]是考虑了屈曲前变形的影响。[2]是考虑了加筋离散性的影响,并确定了各向异性曲板理论的适用范围。      

环向加筋园柱壳在静水压力作用下的总体塑性屈曲

一、前言环向加筋园柱壳是潜艇的主要承载部件,因此,研究它在静水压力作用下的总体塑性屈曲问题,具有很大的实用意义。在[1],[2],[5],[6][8]中都曾研究过此问题,在[7]中将以往的工作加以总结。并建议了与[6]中相似的近似计算公式。由于以往的工作都停留在公式推导,最后只是计算几个例子,不可能看出环向加筋园柱壳的各个几何参数对总体屈曲压力的影响,也难以评价[6][7]中的近似公式的误差程度。本文以典型的材料拉伸曲      

环向离散加筋园柱曲板的侧压弹性稳定性

引言为便于分析加筋壳的总体稳定性,经常可以把它简化为按正交各向异性的连续弹性体处理。但这种近似方法只能是在一定的条件下才能成立。通过分析周边册动简支。具有环向离散加筋园柱曲板在侧压下的稳定性,在假设失稳前曲板为薄膜受力状态的前提下;本文比较了在不同参数范围内。按正交各向异性曲板计算与更精确地按环向离散加筋曲板计算的结果。从面对按正交各向异性曲板计算的适用条件提出一些看法。      

环加筋园柱壳的自由振动

一、前言 目前,研究加筋园柱壳自由振动的文章很多,多数采用能量法,如参考文献[1][2]等。本文由Flügge方程出发用直接方法分析加筋园柱壳的自由振动问题,将加筋结构参考文献[5]的办法处理成均质各向异性壳。考虑加筋偏心的影响,考虑初水压     

考虑筋条扭转刚度环向离散加筋园柱曲板侧压稳定性

一、前言目前一些关于离散加筋园柱曲板的稳定性计算(文献[1][2][3])均忽略了筋条抗扭刚度。这样可以利用矩阵零元素多的特征将矩阵分解成数个子矩阵,减少矩阵阶数,提高计算速度和计算精度。但是,筋条抗扭刚度对离散加筋园柱曲板总体稳定性到底影响多大,特别是当筋条的横截面是闭口薄壁剖面时(这种情况下其扭转刚度与抗弯刚度是同量级的)是否还可以忽略其扭转刚度?此外当筋条较强,局部屈曲临界载荷小于总体屈曲临界载荷时,计算曲线与实验不符,这是否由于忽略了筋条扭转刚度造成的呢?这些问题需要回答。      

前屈曲应力状态对组合加肋旋转壳失稳临界压力影响的探讨

推导了包含前屈曲弯矩和横剪力的旋转壳弹性稳定性基本方程.运用Riccati传递矩阵法对组合加肋旋转壳算例进行了稳定性分析,并与假设前屈曲状态为薄膜应力状态计算出的失稳临界压力进行了比较.结果表明,前屈曲弯矩和横剪力对组合加肋旋转壳失稳临界压力的影响较小,随着壳板厚度和肋骨尺寸的增大及肋骨间距的缩短,影响略有增大.因而,分析组合加肋旋转壳弹性稳定性时,前屈曲状态采用薄膜应力状态的假设是合理的.     

复合材料的多层、夹层和加筋圆柱曲板的稳定和振动

本文在文献〔1,2〕的基础上,考虑了沿壳体厚度方向的剪切变形,探讨周边简支的纤维增强复合材料的正交各向异性的多层、夹层和加筋矩形圆柱曲板(与圆柱壳),在轴压、侧压和剪切(扭矩)作用下的临界载荷和横向振动固有频率的计算问题。在编成计算程序后,用一些算例将用文献〔1〕中的扁壳方程(Donnell壳体理论) 和文献〔3〕中的非扁壳方程(Love的壳体一阶近似理论) 算得的结果作了比较;将轴压下轴对称失稳和非轴对称失稳的临界载荷作了比较;将在轴压和侧压作用下失稳时外加筋曲板和内加筋曲板的临界载荷作了比较;将有薄膜力N_x~0和N_y~0同时和分别作用时与没有薄膜力作用时的横向振动固有频率作了比较;将按壳体的剪切变形理论和经典理论算得的临界载荷作了比较;将铺层情况对临界载荷的影响作了比较。     

几何非线性对旋转园柱壳振动特性的影响

本文动用有限元法，采用九结点超参数壳单元计算放置园柱壳的振动特性，考虑了横向剪切以及轴向变形的影响。对于旋转园柱壳达到平衡位置以前的状态，用大变形非线笥板壳理论处理，并假设园柱壳在平衡位置附近作微振动，建模中考虑了科氏力，离心力，初应力以及由大变形引起的几何非线性的影响，通过对一个一固定一端自由的旋转园柱壳在考虑和不考虑大变形几何非线性这两种情况下的比较，阐明了在高速时大变形下几何一性对旋转壳的固     

加筋圆柱曲板承载能力计算和实验结果比较

本文用文献[1]的方法,对文献[2,3,7]中的一百多个在轴压、侧压和剪切载荷作用下的加筋圆柱曲板试件,作了承载能力的计算,和所引文献的实验结果作比较表明,在绝大多数情况下,符合良好,说明这种方法有效,具有实用价值。     

不同长桁截面复合材料加筋板轴压屈曲分析

基于轴向压缩载荷工况,加筋板重量相同、长桁轴线间距相等、长桁截面占比相当的前提,采用试验和数值计算方法研究“I”形加筋板和“J”形加筋板屈曲特性及其失效模式。研究结果表明：“I”形加筋板与“J”形加筋板抗屈曲承载能力相当,后屈曲承载能力较“J”形加筋板提高约19.8%;特征值屈曲法计算值较试验值误差约11%,究其主要原因是特征值理论不考虑加载过程中长桁刚度对蒙皮支持变弱的影响,故其计算值较试验值偏大;考虑就地效应及横向应力分量对基体剪切强度的影响,构建加筋板失效模型,计算值与试验值误差约8%,且预测的失效模式与试验破坏模式一致性较好。     

考虑剪切变形的各向同性,正交各向异性矩形板的屈曲和后屈曲

本文讨论考虑横向剪切变形的各向同性、正交各向异性矩形板的屈曲和后屈曲性态。应用Reissner理论,采用文[1]提供的摄动方法,给出了完善和非完善各向同性、正交各向异性矩形板的后屈曲平衡路径,并与薄板理论结果作了比较。     

加筋圆柱曲板的侧压稳定性

本文对四边简支加筋圆柱曲板在侧向压力作用下的弹性稳定问题进行了计算。把加筋曲板作为各向异性曲板处理,考虑加筋位置偏心及筋条抗扭刚度的影响,在经典简支和直边顶住简支两种边界条件下,采甩线性理论。对有关参数进行分析,找出影响临界载荷的主要参数,给出便于使用的曲线。      

圆柱形曲板的内压实验

文献[1]进行了圆柱形曲板在侧压作用下的应力分析计算.我们相应地做了圆柱形曲板的内压实验.实验装置、试件和边界条件的实现整个实验装置见图1.以压缩空气通过试件下部的橡皮囊进行加载,气压由 U 型水银压力计读出.为了实现曲板四边拉住简支的边界条件,我们设计了一套专用的夹具.     

用有限元法求解轴压加筋板的几何非线性稳定性问题

采用非线性有限元分析加筋板的几何非线性弹性稳定性问题。根据 Von Karman 大挠度板理论以及文献[1]所提出的方法,考虑了加筋偏心的影响,获得了非线性有限元分析所需的平衡方程和增量方程。为了提高编制程序和数字计算的效率,刚度矩阵均写成统一的形式。当板屈曲时,为了克服 Jacobi 矩阵的奇异性,采用了位移控制解法和修改的 Riks 方法。据此编写了计算机程序,分析了梁、板的大挠度以及轴压加筋板的几何非线性弹性稳定性问题。计算结果表明了所提出方法的正确性。     

基于弧长法的加筋板后屈曲特性分析及试验

作为飞机上重要的承载部件,加筋壁板在发生初始屈曲后仍具有较强的后屈曲承载能力,因此研究其后屈曲特性对于确定破坏载荷具有重要意义。传统的特征值屈曲分析是以小位移小应变的线弹性理论为基础的,且不考虑结构在受载过程中结构构形的变化,因此误差较大。本文采用Riks弧长法,结合材料弹塑性理论对铝合金整体加筋壁板轴压加载后的屈曲破坏过程、传载机制、极限载荷进行了研究,并进行了轴压加载的试验验证,得到了加载过程中的应力、应变曲线以及极限载荷,还对后屈曲破坏形式进行了分析。数值模拟结果表明:本文研究的整体加筋板初始屈曲发生在蒙皮,后屈曲过程筋条是主要的承载部位,与试验中观察到的现象一致;试验中加筋板最终破坏部位发生在筋与蒙皮连接处,有限元模拟结果与试验中加筋板的最终破坏部位一致;数值模拟得到的极限载荷与试验的相对误差在5%以内。这表明基于弧长法的后屈曲计算能够准确跟踪整体加筋板的后屈曲平衡路径和预测极限载荷。     

功能梯度材料矩形中厚板的受压/热致屈曲

考虑材料组份沿板厚度方向按幂律变化的情形,研究了温度均匀变化时固支功能梯度材料(FGM)矩形中厚板的受压屈曲、热致屈曲和考虑热／机械预应力时的屈曲问题,给出了基于Reddy高阶剪切理论研究板屈曲荷载和屈曲临界温度的半解析数值方法．并以Si3N4／SUS304板为例考虑了材料组份、预加应力、横向剪切变形及面内位移约束条件等对FGM板屈曲承载能力的影响．     

悬臂的平行四边形斜加筋板固有频率的计算和试验

一、前言在航空和导弹工程中,小展弦比翼面已有普遍的应用,从而,关于斜板的固有频率的计算(见文献[2][4][5][6])和试验(见文献[8][9],[10])已有不少典型的方法;但是悬臂的斜如筋板的振动分析方面的文章尚不太多。这里把斜加筋板作各向异性板处理,并采用梁函数的方法(见文献[1][8])对悬臂的平行四边形斜加筋板的固有频率作了计算。试验是通过单点激振和单点拾振的强迫振动共振法进行,测量了六种悬臂平行四边形斜加筋板的固有频率及节型。      

表面效应影响的弹性条带状薄膜非线性尺寸相关屈曲行为

本文在非线性Von Karman板理论基础上,通过引入表面弹性研究了弹性条带状薄膜在简单支撑条件下的非线性尺度相关屈曲行为.按照Mindlin 假设,用Hamilton变分原理导出带有表面效应影响的一般控制方程及非经典边界条件,同时引入了非零的正应力和大变形的影响.得到了平面应变情况下简单支撑薄膜的屈曲行为和准确解,并详细阐明了归因于表面效应的薄膜尺寸相关屈曲行为.     

求解矩形夹层板在集中载荷下的稳定问题

在考虑了横向切应力和横向正应力对夹层板稳定影响的情况下,给出了矩形夹层板结构屈曲失稳的控制方程、基本解以及边界条件。应用功的互等定理求解了在均布载荷作用下的矩形夹层板的屈曲失稳问题。     

正交各向异性的多层、夹层和加筋扁壳的弯曲、稳定和振动

本文在文献[1]的基础上,探讨了四边简支的正交各向异性的多层、夹层和加筋的矩形扁壳,在考虑沿壳厚方向剪切变形时的应力、变形、稳定和固有振动频率的分析和计算问题。给出了复合材料扁壳(1)在薄膜力N_x~0,N_y~0,N_(xy)~0作用下临界载荷的算式;(2)在各种外载荷q_x,q_y,m_x,m_y,q_z作用下应力和变形的算式;(3)在初始薄膜力作用下,考虑惯量,Q和I时固有振动频率的算式。根据这些算式编成计算程序,即可计算在给定参数下所需的结果,也可变化参数以寻求最佳的设计方案。本文采用u_0,v_0,γ_x,γ_y和w作为广义位移,所得算式适用于各种剪切刚度的情况。对于经典理论的情况,也给出了相应的算式。