轴压作用下充液圆柱壳屈曲的实验研究

本文从实验及理论两个方面对充满液体的圆柱壳在轴向压力作用下液体内压的变化进行了实际测试及理论定性分析．采用薄壳理论分析了屈曲前液体内压随轴向压力的变化规律，讨论了壳材料、几何参数及边界约束对内压的影响．通过实验实际测定了内压随轴向压力的变化规律．通过实验手段测定了充满液体的圆柱壳临界载荷、屈曲模态，讨论了充满液体的圆柱壳的承载能力等问题．     

充内压端封闭薄圆柱壳的弹塑性分析

前言充内压端封闭的薄圆柱壳在工程实际中是经常遇到的一种典型结构,不断改进它的弹塑性解,仍然是摆在我们面前的课题。为使分析简单,本文仅研究小变形的情况,在考虑平衡和变形时,忽略了拉力和弯矩之间相互耦合作用的影响。在分析中,假设材料是理想弹塑性的,并且满足Tresca屈服条件。此 ...     

轴压圆柱壳后屈曲的有限元分析

采用流动的曲线坐标建立了大位移下的样条曲壳元，利用它分析了轴压圆柱壳的后屈曲问题。一个跨越和求取分支点的技巧和对弧长法的一个改进在文中提出。计算所得的载荷－轴向缩短曲线较解析解更接近于实验结果，所得的后屈曲波形也和实验相当符合。     

轴压随机几何缺陷圆柱壳可靠性分析

轴压随机几何缺陷圆柱壳屈曲的失效函数具有较强的非线性，对于该结构已应用的可靠性分析方法不能同时满足计算精度和计算效率的要求。本文发展一个修正的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法，由两个步骤执行：应用一阶可靠性方法计算Ｈａｓｏｆｅｒ－Ｌｉｎｄ可靠性指标β；将简单ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法的采样区域限制在基本随机变量构成的ｎ维β－球外部，采样点由一个χ２分布的随机半径Ｒ≥β和（－１，１）均匀分布的随机方向组成，该修正的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法用于轴压随机几何缺陷圆柱壳屈曲强度可靠性分析表明，在相同精度的情况下修正的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法的样本容量比简单ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法要低３个数量级，一阶可靠性方法的计算误差随着与分支屈曲模态一致的初始几何缺陷项数的增加越来越显著     

轴压随机几何缺陷圆柱壳可靠性分析

轴压随机几何缺陷圆柱壳屈曲的失效函数具有较强的非线性，对于该结构已应用的可靠性分析方法不能同时满足计算精度和计算效率的要求。本文发展一个修正的Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ法，由两个步骤执行：应用一阶可靠性方法计算Ｈａｓｏｆｅｒ－Ｌｉｎｄ可靠性指标β；将简单Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ法的采样区域限制在基本随机变量构成的ｎ维β－球外部，采样点由一个ｘ＾２分布的随机半径Ｒ≥β和（－１，１）均匀分布的随机方向组成，     

充内压圆柱壳在激光辐照下的初始裂纹萌生机制研究

通过高速摄影在实验中观测到充压柱壳上初始裂纹萌生于激光辐照区中心．通过数值模拟、断口分析和激光辐照区材料的金相分析等手段揭示了裂纹初始萌生的物理力学机制，并进一步证实了裂纹初始萌生位置的问题．根据研究结果，确定了影响裂纹起始萌生的力学量．本项目工作的完成有助于激光辐照下充压柱壳断裂问题的深入研究．     

变角度纤维复合材料圆柱壳的轴压屈曲

变角度纤维复合材料的纤维方向角可沿铺层面内连续变化,因此相应结构的性能具有更高的设计灵活性和更大的优化空间．本文假设纤维方向角沿圆柱壳的轴向呈正弦函数变化,对变角度纤维复合材料圆柱壳在两端简支边界条件下的轴压屈曲问题进行研究．基于Donnell经典壳体理论,推导变角度纤维复合材料圆柱壳的前屈曲控制方程并运用伽辽金法进行求解,然后采用瑞利里兹法求解屈曲问题．通过和现有文献及有限元数值结果的对比,验证了本文模型的收敛性和正确性,通过数值算例分析了纤维起始角和终止角的变化对圆柱壳的屈曲临界荷载的影响．本文的研究结果可为变角度纤维复合材料圆柱壳的分析和设计提供一定的参考．     

充内压圆柱壳在激光辐照下的实始裂纹萌生机制研究

通过高速摄影在实验中观测到充压柱壳上初始裂纹萌生于激光辐照区中心，通过数值模拟、断口分析和激光辐我材料的金盯分析等手段揭示了裂纺初始萌生的物理力学机制，并进一步证实了裂纹初始萌生位置的问题，根据研究影响裂纹起始萌生的力学量。本项目工作的完成有且副上充压柱壳断裂问题的深入研究。     

充液圆柱壳的自振特性

文内含液圆柱壳的自由振动方程组以力矩理论为基础,壳面位移用梁函数逼近。壳内的流体力学方程用有限Hankel变换分段求解,结果能满足全流场条件。用广义液动压力表示流体与结构的相互作用,从而把充液圆柱壳的自由振动归结为广义代数特征值问题。为了比较方法的精度,以两端简支、端头有刚性平面限制的圆柱壳为例,计算了空壳和充液壳的频率,初步讨论了各阶频率与周波数的关系,最易激发周波数的变化规律。理论计算的频率值与实验结果一致。     

黏弹性层合圆柱壳的临界轴压分析

基于经典屈曲理论,研究了轴向受压黏弹性复合材料层合圆柱壳的临界屈曲载荷. 利用Boltzmann线性积分型本构关系描述铺设单层的各向异性黏弹性行为. 结合解析与数值 方法,由Donnell型屈曲控制方程以及边界条件的Laplace变换导出相空间的特征方程,根 据Laplace逆变换的极值定理,获得层合圆柱壳的瞬时弹性临界载荷与持久临界载荷. 针对 多组铺设方式,通过数值算例重点分析了临界载荷随铺设角的变化特征,两种临界载荷的峰 值点差异程度与铺设方式、几何参数以及材料类型的关系,得到了一些对黏弹性层合圆柱壳 的优化设计有参考价值的结论.     

轴压非圆柱壳的弹塑性屈曲和初始后屈曲

1. 基本方程对于柱壳,取x~1沿母线方向,x~2沿横截线弧长增加方向,x~3则与中面正交。当三个基向量都取作单位向量时,便相当于一个笛卡尔坐标系。对于均匀轴压的柱壳,屈曲前的平衡状态可设为单轴应力状态,若不计端部约束作用,可设法向挠度沿轴向无变化,沿周向变化缓慢而可略去,于是前屈曲基本解为(?) N_(αβ)、M_(αβ)分别是应力合力和合力矩张量。若用(·)表示一个量的微小增量,则从虚功原理导出的增量型稳定性方程及其边界条件可写成:     

轴压加筋板壳的弯扭稳定性分析

以统一的方式分析了轴压加筋板壳的弯扭稳定性.根据小挠度能量法,采用了约束剪心概念并考虑了加筋条偏心距,截面的翘曲刚度及剪心和形心间位置偏差等因素的影响,推导了屈曲方程。例题计算的结果表明了所提出方法的可行性。     

圆柱壳稳定性问题的研究进展

圆柱壳是工程实际中广泛应用的结构,其主要破坏形式是屈曲失稳．作为力学领域的经典问题,圆柱壳稳定性问题的研究非常之多．其中,受均匀轴向压力的圆柱壳由于临界屈曲载荷的理论预测值与早期试验结果之间的巨大差异,更是推动了壳体稳定性理论的不断发展．本文简要回顾了壳体稳定性理论的发展和分类,并对轴压圆柱壳体试验结果分散且远低于理论预测值的原因及含缺陷圆柱壳体的稳定性研究方法进行了总结,然后综述了地下空间顶管、储油罐、加筋圆柱壳及脱层圆柱壳等实际工程中广泛应用的圆柱壳结构稳定性研究的现状和趋势,最后展望了将来对工程应用中圆柱壳结构的稳定性研究的难点和方向．     

半解析有限元法分析圆柱壳外压稳定性问题的研究

圆柱壳外压稳定性问题,采用半解析有限元法,周向使用解析型的三角函数,轴向使用离散型的插值多项式,使问题得到了简化,减小了自由度,提高了精度.     

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。     

圆柱壳体的轴压蠕变屈曲

在蠕变分析中,本文提出了比应力-应变方法。利用相似性,一族等时应力-应变曲线可归结为一条无量纲的比应力-应变曲线和相应的等时模量与时间关系图。解出比应力值后,可以或是给定载荷确定临界时间或是给定时间导出可承受的载荷。分析了圆柱壳体的轴压蠕变屈曲。理论结果与已有的实验相符良好。     

锥壳的轴压屈曲

依据新的精确的锥壳屈曲分支方程 ,研究承受轴向压力的刚性圆顶夹支截锥壳的稳定性。构造的屈曲模态接近分支点变形。应用 Galerkin法计算了各种截锥比壳体在全锥度的临界特征值、屈曲荷载和临界应力。结果表明 ,轴压屈曲临界应力σcr 随几何参数ν的减小和截锥比λ的增大而减小。     

用传递矩阵法计算圆柱壳轴压失稳极值点载荷

从含初缺陷的非线性柱壳方程出发，导出了屈曲状态量的非线性方程。用传递矩阵法（ｔｒａｎｓｆｅｒｍａｔｒｉｘ）进行迭代求解，得到了圆柱壳受轴压失稳极值点临界载荷，并与ＫｏｉｔｅｒＡｒｂｏｃｚ的结果作了比较。     

局部轴压下圆柱壳的失稳分析

本文用传递矩阵法在初始缺陷法的概念下对圆柱壳的一端有四个类似集中力的局部轴压作用下的失稳问题进行了研究。     

激光辐照下预内压低碳钢圆柱壳爆裂断口分析

通过实验揭示了预内压低碳钢薄柱壳在激光辐照下裂纹萌生、扩展和止裂过程的较完整物理图象。对断口特性进行了深入分析，发现辐照区上裂纹的形成和扩展机制以韧性为主，断口在柱壳壁厚度方向有明显分层，如外层为塑性变形层，内层是韧窝或层状撕裂，部分试件的最内层出现脆性石头状断口。给出了激光辐照区应力分布与裂纹萌生之间的关系，同时探讨了激光辐照区材料金相组织变化对材料细观损伤和初始裂纹萌生的影响，有助于进一步对激光辐照下柱壳的断裂问题进行更深入的理论研究。