有限圆柱厚壳的一个分析

本文研究了一个弹性有限圆柱厚壳的轴对称弯曲问题.文中对这类壳体给出了一个表达成两个无穷级数之和的三维弹性理论解.这些级数的选择使它们能满足所有给定的边界条件.利用级数的正交性质,其中任一级数中的每项系数都可表达为另一级数的各项系数的线性函数.通过在级数中各取有限个项数进行计算,即可求得问题的近似数值解. 文中处理了一个两端刚性固定的有限圆柱壳体承受内、外均布压力作用的问题作为示范.还给出了计算实例,并将计算结果绘成曲线.这些曲线表明在两端刚性固支的情况下,经典板壳理论即使对薄壳的计算也是难以适用的.此外,这些结果还可作为各种厚壳理论进行比较的一个依据.     

有限空心圆柱体的三维非轴对称变形分析

本文应用Pickett双重级数展开法的思想研究了有限空心圆柱体的非轴对称三维变形问题。文中先将位移势函数展为Fourier级数和Fourier-Bessel级数之和,在一定边界条件下,两级数中的系数可以互相表示,这样,我们可获得一组联立代数方程组。求解此方程组,最后可求得问题的解。文中给出了一个计算实例,表明这样构造的解是收敛的。     

有限空心截圆锥的一般非对称变形问题

对有限空心截圆锥对称变形问题进行分析研究，导出了工程中这类有限空心截圆锥上的载荷分布规律。对于在复杂载荷作用下的这类截圆锥体的位移场和应力场问题，采用圆柱坐标调和方程和双调和方程的级数解，构造位移函数进行求解，获得满足一切边界条件的位移场和应力场的精确解，并表示成Ｆｏｕｒｉｅｒ－Ｂｅｓｓｅｌ级数两个无穷级数之和形式。由于级数的正交性质，及自由和非自由的边界条件，应用Ｆｏｕｒｉｅｒ－Ｂｅｓｓｅｌ级数     

轴向应力波作用下圆柱壳塑性轴对称动力屈曲

运用有限元特征值分析方法对应力波作用下圆柱壳塑性轴对称动力失稳问题进行了研究。基于应力波理论和相邻平衡准则导出了圆柱壳轴对称动力失稳时的特征方程,在分析中同时考虑了应力波效应及横向惯性效应,把圆柱壳塑性动力失稳问题归结为特征值问题。通过引入圆柱壳动力失稳时的波前约束条件实现了此类问题的有限元特征值解法。计算结果揭示了圆柱壳塑性轴对称动力屈曲变形发展的机理,以及轴向应力波和屈曲变形的相互作用规律。     

轴向应力波作用下圆柱壳弹性轴对称动力失稳有限元特征值分析

本文运用有限元特征值分析方法对应力波作用下圆柱壳弹性轴对称动力失稳问题进行了研究。基于应力波理论和相邻平衡准则导出了圆柱壳轴对称动力失稳时的有限元特征方程,在此方程中考虑了应力波效应及横向惯性效应,把圆柱壳弹性动力失稳问题归结为特征值问题。通过引入圆柱壳动力失稳时的波前约束条件实现了此类问题的有限元特征值解法。计算结果揭示了圆柱壳弹性轴对称动力屈曲变形发展的机理,以及轴向应力波和屈曲变形的相互作用规律。     

有限空心截圆锥扭转变形问题解析解

对有限空心截圆锥扭转变形问题进行了力学分析，确定其外锥面的内柱面上的载荷分布规律，应用三维弹性理论求解了有限空心截圆锥扭转变形问题，得到了应力解析式。文中给出了实际算例。     

圆柱壳的非线性动力屈曲分析

本文研究在轴向冲击作用下，具有初始几何缺陷的圆柱壳的非线性弹性动力屈曲问题。由于冲击过程中作用时间极短，应力波的影响变得相当重要，同时认为圆柱壳经历大挠度变形。分析中不仅考虑圆柱壳的径向惯性力，而且也考虑轴向惯性力和几何非线性的影响。假设圆柱壳中位移和薄膜力可分成轴对称分量和非轴对称分量之和，并引入应力函数表示非轴对称内力，对平衡方程应用伽辽金方法，将导出的和冲击物体的质量对动屈曲性能的影响很大。     

横观各向同性圆柱体自由振动的弹性力学解

本文由横观各向同性的弹性力学方程出发，研究有限长圆柱体的自由振动问题。利用文献「１」的通解，将位移分量和应力分量分别表达成傅里叶－塞尔级数和双曲－贝塞尔级数的形式。通过边界条件和级数的正交关系，得到关于有限长圆柱自由振动频率的特征方程。利用数值方法求解特征根，从而得到圆柱体三维振动的自振频率。     

有纤维增强的双层圆柱壳体的层间应力解析解

本文对一个两端简支具有任意厚度的双层圆柱壳休,在均布外压或内压作用下而引起的层间应力的基本性质进行了研究,为了简单起见,双层壳体采用一层带[O °]铺向的纤维增强层和另一层各向同性壳组成,文中直接应用三维弹性理论精确求解这一轴对称问题。每层壳体的位移和应力场都表达成富里叶和富氏-贝塞尔函数两个无穷级数之和的形式,文中还作了一些实例计算,数值计算结果绘成的曲线图分別表明其几何参数、材料常数、载荷形式以及铺层次序对层间应力的影响,其中显示出在某些情况下壳体两层之间将可能形成一个拉应力区,这一现象似应值得引起设计工作者的重视,此外,由于本文求解方法是严格的,因此所得分析结果可以作为比较或评价其它近似方法的依据。     

变厚度圆柱壳的轴对称变形

文献[1]用有限板条法求解了变厚度矩形板的稳定与振动问题。本文利用这个基本思想,把它推广到求解在任意支承下带封端和加劲环的变厚度圆柱壳的轴对称变形中去。文中导出了圆柱壳元的传递矩阵和节线的相关矩阵。相关矩阵的迁移同样从两端开始,同时向中间节线延伸。最后,只归结为解一个二元一次代数方程组。这样,计算既简便又迅速。     

压电空心圆柱中波的传播

应用三维压电弹性体轴对称模型对压电空心圆柱中波的传播进行了研究. 发现在 圆柱中是否具有压电性质会对波的传播带来显著的差异. 当波长趋向于零时，在压电圆柱中 拟P波的波速渐进趋向于横观各向同性弹性体的准P波波速，而非压电圆柱中拟P波的波速 渐进趋向于一维杆模型中的P波波速；在压电圆柱中拟SV波存在驻波现象. 圆柱中的SH波 同电场无关，所以在压电圆柱和非压电圆柱中SH波具有相同的频散曲线. 应用积分变 换方法将圆柱的控制方程同其侧边界条件相结合，得到了一组动力学方程. 针对具体的侧边 界条件，得到相对应的波导条件和频散方程. 在此基础上通过数值计算模拟了圆柱受到端部 应力脉冲激励后的瞬态响应. 同时讨论了空心圆柱的半径比对轴向波传播的影响.     

圆柱正交异性体三维弹性问题的一个解法

本文从三维弹性力学基本方程出发,导出了圆柱正交异性体三维弹性静、动态问题的状态方程,并进而求得以位移表达的控制方程.还对横观各向同性体的轴对称问题给出了一个完备闭合解.文中算例计算了一个横观各向同性组合圆柱体的轴对称问题.     

外部圆形裂纹轴对称结构弹性分析的多神经网络联合训练方法

轴对称结构裂纹弹性力学分析是工程实践中重要而基础的问题,相比传统有限单元法,提出一种新的数值求解方法,从而提高计算精度和效率,得到了学者们的广泛关注。本文对于具有应力边界的规则外部圆形裂纹轴对称结构,根据弹性理论,归结为求解具有边界条件的相容方程。将应力函数假设为统一的神经网络形式,根据相容方程及边界条件与应力函数的微分关系分别构造应力函数表示的相容方程及应力边界条件的神经网络结构。通过多神经网络联合训练,提取网络参数,从而实现应力分量的求解。在本文中,针对轴对称结构裂纹给出了极坐标系下的神经网络求解方法。数值算例表明,相比传统有限单元法,本文方法在计算精度和效率上都有其优越性。     

弹性应力波理论中的运动非线性问题

本文在线性应变条件下导出了应力波在弹性介质中传播的非线性的运动方程。文中指出方程的非线性性质是由变形运动本身的非线性性质决定的。故这类非线性问题可以称为弹性应力波理论中的运动非线性问题。文中对在有限变形下具有线性应力——应变关系的弹性材料,在一维应变下,对方程进行了简化并给出了一个求解的实例。计算结果表明,这种情况下存在着十分明显的非线性动态响应,在分析和计算中必须加以考虑。     

无限长圆管非轴对称问题的Donnell理论的解析解

本文根据圆柱壳体的Ｄｏｎｎｅｌｌ近似理论，用富氏积分变换和留数理论得出了无限胀圆管受非轴对称法向荷载的解析解。     

空心圆柱滚动体接触状况的分析研究

对空心圆柱滚动体的接触状况进行了数值计算与分析研究。结果表明：在应用载荷范围内，空心圆柱滚动体的接触半宽与实心滚动体的相比变化不大，因而空心圆柱滚子轴承接触疲劳寿命的影响因素主要不是接触变形，而是弯曲应力使接触表层应力分布发生的变化；在空心度小于７０％的情况下，最大切应力和最大正入面体切应力都降低，轴承的接触疲劳寿命提高。     

圆柱壳在两种非轴对称同步移动载荷作用下的动力响应

本文根据工程实例计算的需要,研究了有限长弹性圆柱薄壳在两种非轴对称同步移动载荷作用下的动力响应问题。两种非轴对称同步移动载荷作用是指非轴对称移动的集中载荷,以及同步移动且作用范围随移动位置增加的均布载荷的共同作用。建立了在上述两种不同类型载荷作用下的具有对称形式的动力学微分方程组;分别采用Dirac函数与Heaviside函数表示移动的均布载荷与集中载荷,设定位移函数的基础上,应用Galerkin法及Laplace变换,求得了圆柱薄壳应力与位移动态响应的解析解;通过具体算例,将所得到解析解的计算结果与ANSYS数值解进行了对比分析,验证了解析解的可靠性。     

加强空心圆柱中纵向贯穿裂纹的热击应力强度因子

本文研究了带纵向贯穿裂纹的加劲空心圆柱的热击问题,文中对圆柱内腔突然冷却热击时所引起的温度变化、应力场及热击应力强度因子等问题,作了分析与计算,数值结果绘制了图形,这可供实际参考使用。     

多层横观各向同性圆柱壳的三维弹性理论解

本文从三维弹性理论出发,用特征函数法研究多层横观各向同性圆柱壳的轴对称问题.把位移和应力分量的齐次解表达成特征函数展开式,并把特解部分用Fourier级数表示.以多层圆柱壳的内、外柱面作为齐次边界,同时考虑层间的连续条件,推导出问题的特征方程并用Muller法求解.文中运用传递矩阵技术处理多层问题,并用边界型最小二乘配点法处理端部边界条件.作为实例,对双层圆柱壳作了数值计算.     

正交各向异性功能梯度圆柱壳的应力分析及材料剪裁

假设正交各向异性功能梯度材料的弹性系数沿圆柱壳的径向按照任意连续函数变化,采用应力函数法和加权残值法导出了圆柱壳在非轴对称载荷作用下应力分析的一种新的数值解.建立了圆柱壳内部应力状态给定时材料剪裁问题的基本方程,提出了实现圆柱壳内部一种特殊的应力分布时所需要的材料弹性系数沿径向变化的解析解.通过数值算例验证了本文所导出的应力分析的数值解的正确性和收敛性,分析了弹性系数沿径向的变化对圆柱壳内部应力分布的影响.数值算例还给出了实现圆柱壳内部环向应力和切应力沿径向均匀分布时功能梯度材料的弹性系数沿径向的三种不同变化形式.所得研究结果可为正交各向异性功能梯度材料圆柱壳的设计提供一定的参考,同时材料剪裁的解析结果也可作为其他数值方法计算结果验证的考题.