碰撞受损圆柱壳的极限载荷分析

本文根据塑性力学原理对碰撞受损圆柱壳的轴压极限载荷进行了理论分析,提出了一种全塑性模型解法,并采用杂交浅曲梁单元对典型的受损圆管进行了数值研究。     

扁壳在任意法向载荷下的极限分析

本文利用对偶变分原理,从极限分析上限定理导得扁壳在任意法向载荷下的极限计算变分公式,通过把扁壳划分为有限元和叠代的方法获得极限载荷的近似值,通过算例显示了这种新的变分方法是解决扁壳极限分析的有效方法,可以用来对飞行器、船舶、防护罩等结构进行极限分析,具有一定现实意义。     

用双剪应力屈服准则求解轴对称圆柱壳的极限载荷

本文导出了轴对称圆柱壳大双剪应力屈服准则下的屈服表达式，并求出半无限圆柱壳在端部作用环向集中力下的极限载荷。     

薄壁柱壳在内部爆炸载荷下膨胀断裂的研究

以柱形爆炸装置为研究对象 ,讨论了其薄壁壳体在爆炸载荷下的动态断裂准则。给出了典型的FAE模型及在数值计算时必要的简化条件。对回收的壳壁破片进行了SEM扫描电镜观测 ,分析了金属材料在高应变率下膨胀断裂的微观机制。采用解耦的、考虑应变强化的粘塑性本构方程 ,根据损伤破坏理论推导出以临界应变为依据的改进断裂准则 ,计算表明断裂参数理论解与数值模拟结果一致 ,并得到了实验方面的例证。     

有环壳过渡段的锥—柱组合壳的应力和稳定性

用解析方法计算了受静水外压载荷作用的有环壳过渡段的锥—柱组合壳中的应力值，并用瑞利法计算了其失稳临界载荷。计算结果说明，利用环壳过渡值锥—柱壳形成光滑连接，可使连接部位的局部应力值显著降低，并使失稳临界载荷有所提高     

纵筋加强的凸锥柱结合壳应力状态的有限元分析

本文应用SAP5程序对均匀外压下纵筋加强的凸锥拄结合壳的应力状态作有限元分析。计算结果与钢模试验值一致。它揭示了该结构的力学特性,证明采用纵筋加强能有效地降低凸锥柱结合壳在结合边附近的高应力。本研究为潜艇的结构设计提供了一种简易可行,且行之有效的加强方法。     

轴向冲击载荷作用下锥壳中弹性应力波传播的计算和实验研究

本文利用有限元分析和模型实验研究了在轴向冲击载荷作用下,锥壳中弹性应力波的传播、计算和实验结果表明,结构中存在着弹性纵波和弹性弯曲波的传播,它们传播的速度各不相同,使壳面承受不同的应力状态;讨论了纵波和弯曲波随壳面的衰减;实验指出,由于边界的影响,即使纵波的反射也会产生新的反射弯曲波沿锥面传播。     

功能梯度锥-柱连接壳的环向自由振动分析

论文旨在分析功能梯度锥-柱连接壳的环向自由振动,以提高其结构的振动性能和稳定性.采用Voigt模型和四参数幂函数体积分数描述功能梯度材料属性,基于Donnell薄壳理论推导出锥壳和柱壳的位移与应变关系,分别得出锥壳和柱壳的能量表达式.引入人工弹簧模拟边界和壳体间的连接条件,依据Chebyshev多项式构造位移函数,基于Rayleigh-Ritz法求解FGMs锥-柱连接壳模态频率,分析梯度指数、边界条件和几何参数对模态频率的影响.结果表明：增加陶瓷体积分数能有效提高结构的模态频率,而增大梯度指数则会降低结构的模态频率;边界约束条件越强,FGMs锥-柱连接壳的模态频率越高;随着环向波数的增大,边界条件对结构模态频率的影响越来越弱,边界约束效果作用于圆柱壳明显强于圆锥壳;当环向波数大于3时,随着壳体厚度增大,结构的模态频率呈线性提高,而增大锥柱壳长度比会降低结构模态频率;在锥柱壳长度比一定时,随着锥角的增大会使结构的模态频率先增加到峰值后减小.     

内压作用下球壳开孔接管的塑性极限分析

本文运用双矩弱作用屈服条件，分析了密集补强型球壳开孔接管的五类九种破坏机构的完全解，并给出了各类机构所适用的参数范围；从而为建立一种开孔补强设计方法提供了理论基础。本文算例和实验结果符合得很好。     

圆柱壳开孔的应力分析

本文研究圆柱壳开孔附近的应力分析问题。由于开孔问题的边界形状较为复杂,使用圆柱壳的 Morley 方程进行求解较为困难。本文在进行误差分析的基础上提出修正 Mo-rley 方程,并给出适合于开孔问题边界的一般解。以圆柱壳受轴向拉伸和内压为例分析了开孔附近的应力分布。给出了开孔率为 1/2以下的开孔解,并对 Donnell 方程解的适用范围给予了新的评价。     

内压作用下弯管的塑性极限载荷分析

在变壁厚椭圆截面弯管应力分析的基础上,运用Tresca 和von Mises 屈服准则,对承受内压作用的钢制弯管进行了极限载荷分析,推导出考虑弯管截面壁厚变化和弯管椭圆度的变壁厚椭圆弯管的塑性极限压力计算式. 弯管的极限载荷随着弯管的壁厚和弯管的椭圆度的不同而变化.     

含凹坑缺陷圆柱壳的数值极限分析

使用文［１］提出的三维结构塑性极限分析的一般计算方法，我们对含凹坑缺陷的圆柱壳进行了数值极限分析．对凹坑和筒体各种组合的几何参数，本文给出了筒壳极限压力的上限．计算结果与现有的理论、实验和数值解进行了比较．本文调查和评估了各种形状和尺寸的凹坑对筒壳极限承载能力的影响规律，研究了对应于不同凹坑尺寸的筒壳两种典型的破坏模式．根据以上数值结果，本文采用几何参数Ｇ来反映凹坑各参数对筒壳极限压力的综合影响，并给出了估计带凹坑筒体极限压力的拟合公式．本文结果对含凹坑缺陷压力容器的安全评估具有重要参考价值     

环向槽圆柱壳结构的参数分析和优化

基于有限元分析,以侧向爆炸冲击和轴向面力为载荷形式,对环向槽圆柱壳结构形式进行了大量的数值模拟计算,履行了参数分析,基于响应面法构造近似显式优化模型,采用MATLAB软件优化程序求解该模型,对各参数的组合进行了优化设计.     

异径正交圆柱壳极限压力的实验研究

内压下异径正交圆柱壳的极限承载能力受到普遍关注。本实验完成了ρ≈0.3,0.5,0.7,0.8四种开孔率的8个钢制模型实验研究。测量压力-应变曲线,按零曲率准则和双切线准则确定实验极限压力。结果和极限分析有限元上限格式解相当吻合。文中讨论了塑性流动大变形情况的应变测量技术问题。     

THE ANALYSIS OF THE ENTIRE ELASTO-PLASTIC PROCESS OF A BEAM WITH ONE DEGREE OF INDETERMINACY UNDER A CONCENTRATED LOAD

对跨中集中载荷作用下一次超静定梁的弹塑性加载和变形全过程进行了分析。根据受力变形特点,集中载荷作用下一次超静定梁的加载过程可分为4 个阶段,分别是弹性阶段、固支端附近塑性变形区扩展阶段、固支端和集中载荷作用点附近塑性变形区双扩展阶段、固支端保持为塑性铰同时附近卸载而集中载荷作用点附近塑性变形区继续扩展直至形成第2 个塑性铰阶段。在弹性阶段,弯矩内力和挠度与外载荷是线性比例关系,在第2,3 两个阶段,弯矩和挠度与外载荷是复杂的非线性关系,在第4 阶段,弯矩与外载荷是线性关系但不是比例关系而挠度与外载荷是更为复杂的非线性关系。给出了全过程任意点的弯矩和挠度计算公式,可供结构设计参考应用。     

轴向冲击下圆柱壳非轴对称屈曲耗散能分析

主要研究受轴向冲击圆柱壳非对称屈曲耗能,从轴向屈曲变形、环向屈曲变形和轴向压缩变形3个角度进行理论推导. 结果表明: 环向屈曲变形能随屈曲折叠边数增加有减小趋势, 且占总耗能比例很小,可知圆柱壳受轴向冲击屈曲过程中外力做功主要转变为轴向变形能,环向屈曲变形消耗外力功很少.     

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.      

充液金属圆柱壳受弹体冲击的整体变形与局部破坏分析

在地基梁类比方法基础上,建立了一组充液金属圆柱壳受平头弹体侧向正冲击的理论分析模型,该模型可以确定冲击过程圆柱壳的整体变形及弹性的穿透破坏,利用该模型计算了弹道极限速度,弹体及圆柱壳的冲击响应历程,特别地,分析了内压对弹道极限速度等参数的影响,得到了内压与弹道极限速度的关系帮一些有意义的结论,理论结果与已有实验结果基本吻合。