U型波纹管及相关结构环向屈曲的有限元分析(Ⅱ）--半圆环壳的屈曲

环壳不仅是U型波纹管的一个组成部分，更是一类重要的结构，在航天、核能和海洋工程中有重要的应用，其屈曲是人们关注的问题之一，其中对半圆环壳的分析还较为少见。本文采用文[7]的有限元法（考虑了屈曲前的弯曲和屈曲时载荷的转动并按线性化特征值问题处理）计算了正Gauss曲率半圆环壳在均匀外压作用下的屈曲，将所得结果与已知的近似解进行了对比、并讨论了其中的差异。本文除了给出临界载荷和子午线的屈曲模态外，还给出了前屈曲弯曲应力分布，以便仔细了解屈曲问题。     

半椭圆和半圆环截面弯曲中心的分析解

本文利用对称截面悬臂梁在力作用下的弯曲解,推导出半椭圆截面和半圆环截面弯曲中心的分析解。在推导过程中算出了半椭圆截面扭转刚度的精确解,并在椭圆长短轴相等和圆环内半径趋于零的两种情况,分别给出半圆环截面弯曲中心的分析解。     

环壳屈曲的渐近解

本文提出分析圆环壳屈曲的一种渐近解析方法,由Sanders非线性平衡方程和壳中面变形协调方程推导出静水外压下环壳的稳定方程,求出了方程的渐近解,理论计算的临界压力值与Fishlowitz的实验结果符合良好,并研究了屈曲前非线性变形对临界载荷的影响。     

细环壳钱伟长方程的精确解

1979年钱伟长对细环壳进行了非常系统的研究,推导出一个细环壳复变量方程,并给出了一个用连分式表达的级数精确解,但没有提及这个级数解是否可以化成为已知的特殊函数.本文利用一个线性变换,把细环壳的钱伟长方程变换成Mathieu方程,用Mathieu函数表示了问题的解,这样就把钱伟长的连分式解与Mathieu函数联系了起来.由于Mathieu函数是已知的特殊函数,这里的工作可为今后有关的细环壳具体计算带来方便.     

刚粘塑性圆环受法向冲击时的动力屈曲

本文研究刚粘塑性圆环受法向冲击时的动力屈曲，文中考虑了冲击过程中圆环厚度的变化，环向力的变化以及基本变形速度的变化。通过用数值方法求解扰动运动微分方程，结果表明，当规定了临界放大函数后，仅当冲击速度位于某一范围之内时，才会发生动力屈曲。     

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。     

钢衬壳后屈曲问题分析

本文用两种方法分析了核电站预应力混凝土安全壳中的内衬壳（钢衬壳）在温度应力作用下的后屈曲问题。认为钢衬壳模型是钢衬板模型的一种特殊缺陷形式，用Ｋｏｉｔｅｒ初始后屈曲渐近分析理论研究了钢衬壳的后屈曲问题。另外，本文从大挠度偏微分方程出发导出控制钢衬壳后屈曲的带有参数的非线性方程组，且用伪弧长法追踪其后屈曲平衡路径。文中用两种方法分析了四点铆固钢衬壳的后屈曲性态，并进行了比较。     

外压对环肋圆柱壳轴向弹塑性动力屈曲的影响

采用增量理论,借助增量数值解法研究了复合加载（轴向流－固冲击载荷＋径向均匀外压）条件下环肋圆柱壳的弹塑性动力屈曲,采用类似B－R准则和Southwell方法来确定临界载荷,讨论了径向均匀外压对结构动力性态及抗轴冲击能力的影响。     

静力预加载环向加筋圆柱壳的轴向流-固冲击屈曲

将初缺陷放大准则应用于静力预加载环向加筋圆柱壳结构受轴向流-固冲击加载作用时的几何非线性动力屈曲研究中。运用Galerkin方法推导出壳体-肋骨系统的动力屈曲控制方程,并且采用Runge-Kutta法进行数值求解。着重分析了静力预加载荷对结构屈曲性态及抗轴向冲击能力的影响。     

板壳弹塑性屈曲的有限元分析

1 拟协调双曲壳单元为解决板壳有限元分析的C~1连续性问题,本文给出三角形拟协调双曲扁壳单元的刚度矩阵.拟协调单元是基于域内假设应变场和边界拟协调位移场,应用最小势能原理所构     

轴对称正交异性圆环壳的齐次完全渐近解

承受轴对称载荷的正交异性圆环壳的静力分析,归结为求解一非齐次二阶复变量方程.当所含参数μ较大时,常采用渐近解法.因方程含一阶转点,所以求全域一致有效且达到薄壳理论精度的完全渐近解较为困难.过去,齐次解只求到一级近似.本文采用广义Airy函数方法,求出了高级近似.这样,轴对称正交异性圆环壳的齐次解第一次有了达到薄壳理论精度的完全的渐近展开.     

复合材料多墙盒段弯扭耦合下的屈曲和后屈曲

针对复合材料典型多墙盒段,采用试验和有限元分析相结合的方法,研究了弯扭耦合载荷作用下的稳定性、承载能力及损伤起始、扩展情况．试验采用数字图像相关(Digital Image Correlation, DIC)测量方法捕捉试验件屈曲模态的变化过程,通过载荷-应变曲线获得屈曲和后屈曲破坏载荷．数值仿真基于ABAQUS/Explicit模块,采用Hashin准则结合刚度降的VUSDFLD子程序模拟复合材料的屈曲和后屈曲行为．研究结果表明,多墙盒段在弯扭载荷组合作用下发生屈曲时,扭矩会改变屈曲模态的分布形式和对称性,屈曲鼓包依然保持波峰、波谷交替出现;多墙盒段后屈曲阶段历程较长,屈曲模态由一阶向高阶逐渐发展,直到结构发生过大变形,彻底破坏而失去承载能力．     

轴向冲击载荷下圆柱壳的弹塑性屈曲分析

研究时变轴向冲击载荷作用下的圆柱壳弹塑性动力屈曲问题。本构关系采用增量理论 ,借助增量数值计算方法对Karman Donnell运动方程进行求解。计算表明 :基于B R准则的屈曲判断方法和采用Southwell方法可以获得一致的临界屈曲载荷 ;分别讨论了应力波对屈曲的影响以及材料参数、几何参数、载荷峰值与持续时间和动力屈曲的关系。     

复合材料圆柱壳失稳载荷的振动监测

本文根据结构振动与稳定性的相关性，以振动频率测试值作为监控参数进行了复合材料圆柱壳的失稳状态监测。该方法首先利用模态试验，测量得到了复合材料圆柱壳在轴压和外压栽荷作用下的模态特性变化特性，进而利用一阶固有频率在低载荷下的这种变化特性，采用多项式拟合法，无损预估了复合材料圆柱壳的轴压和外压屈曲栽荷，估计值与试验测试结果比较一致。     

浅悬链线壳的轴对称问题

本文得到了中心无孔口和有孔口的浅悬链线壳的一般解答,并给出了有关算例.     

GENERAL SOLUTION OF THE OVERALL BENDING OF FLEXIBLE CIRCULAR RING SHELLS WITH MODERATELY SLENDER RATIO AND APPLICATIONS TO THE BELLOWS (Ⅰ)-GOVERNING EQUATION AND GENERAL SOLUTION

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｆｌｅｘｉｂｌｅｓｈｅｌｌｓ,ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙＥ .Ｌ .Ａｘｅｌｒａｄ[1,2 ]( 1 976,1 987) ,ｉｓａｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｔｈｅｏｒｙｆｏｒｔｈｉｎｓｈｅｌｌｓ,ｉｎｗｈｉｃｈｓｈｅｌｌｓｏｆｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｅｆｏｒｍｕｌａｔｅｄｉｎｍｅｒｉｄｉｏｎａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｂｙｂｅｎｄｉｎｇｔｈｅｏｒｙｏｆｔｈｅｓｈｅｌｌｓａｎｄｂｙｔｈｅｍｅｍｂｒａｎｅｔｈｅｏｒｙｉｎｔｈｅｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ .ＴｈｅＡｘｅｌｒ…     

非对称载荷作用下开口圆环壳的实验研究

本文用环氧树脂圆环壳模型在弯曲力矩作用下进行了应力应变测量，并同有关理论进行了比较，结果表明两者吻合较好。     

Weighted Solution of Small-Deflection Buckling Equation of Thin Shell

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｉｎ＿ｗａｌｌｅｄｓｈｅｌｌｈａｓｍａｎｙａｐｐｌｉａｎｃｅｓｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｕｃｈａｓｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｐｉｐｅ,ｏｕｔｅｒｓｈｅｌｌｏｆｓｕｂｍａｒｉｎｅｗｈｉｃｈａｒｅｕｓｕａｌｌｙｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｅｘｔｅｒｎａｌｐｒｅｓｓｕｒｅ .Ｗｈｅｎｄｅｓｉｇｎｉｎｇｔｈｏｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｅｓｈｏｕｌｄｃｏｎｓｉｄｅｒｎｏｔｏｎｌｙｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｐｒｏｂｌｅｍｉｎｓｅｒｖｉｃｅ ,ｂｕｔａｌｓｏｔｈｅｂｕｃｋｌｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｕｎ…     

板壳结构弹塑性稳定性的有限元分析

构造了20参数圆柱壳拟协调单元,同时采用分层模型的弹塑性稳定性分析.根据塑性屈曲的Stowell形变理论,用基于切线刚度矩阵的增量法和修正的Newton-Raphson方法,计算屈曲前的弹塑性内力分布,并用逆幂迭代法求解弹塑性屈曲荷载.