双层网格圆底扁球壳的非线性稳定问题

从基于等效夹层壳思想的双层网格扁壳,非线性弯曲理论的变分方程出发,利用坐标变换方法和驻值余能原理,导出双层网格圆底扁球壳,在均布压力作用下的轴对称大挠度方程和边界条件．采用修正迭代法,求得了两类边界条件下双层网格圆底扁球壳的非线性载荷-位移关系式和临界屈曲载荷的解析表达式,并讨论了几何参数对临界屈曲载荷的影响．     

奇异摄动法应用于扁球壳的非线性稳定问题(Ⅱ)

本文对边缘固定夹紧在均布载荷作用下弹性圆底扁薄球壳的非线性稳定性问题进行了研究.利用奇异摄动法求出几何参数k较大时的一致有效的渐近解,并导得决定中心挠度和临界载荷的解析公式,作出了稳定性曲线.这篇文章是作者文章[11]的继续.     

集中载荷作用下开顶扁球壳的非线性稳定问题

本文使用修正迭代法研究了具有硬中心的边缘固定的开顶扁球壳在中心集中载荷作用下的轴对称非线性稳定问题,得到了决定上、下临界载荷的二次近似解析公式.     

集中载荷作用下开顶扁球壳的非线性稳定问题的渐近解

本文利用奇异摄动法研究了具有刚性中心的边缘固定的开顶扁球壳在中心集中载荷作用下的非线性稳定问题,得到了几何参数κ值较大时的一致有效的渐近解.     

变厚度夹层截顶扁锥壳的非线性稳定性分析

对具有变厚度夹层截顶扁锥壳的非线性稳定问题进行了研究。利用变分原理导出表层为等厚度而夹心为变厚度的夹层截顶扁锥壳的非线性稳定问题的控制方程和边界条件,采用修正迭代法求得了具有双曲型变厚度夹层截顶扁锥壳的非线性稳定性问题的解析解,得到了内边缘与一刚性中心固结而外边缘为可移夹紧固支的变厚度夹层截顶扁锥壳临界屈曲载荷的解析表达式,讨论了几何参数和物理参数对壳体屈曲行为的影响。     

对称圆柱正交异性层合扁球壳的非线性稳定问题

本文建立了对称圆柱正交异性层合扁球壳的大挠度理论.依据这一理论.并应用修正迭代法.我们得到了均布压力作用下具有夹紧固定边界的对称圆柱正交异性层合扁球壳的临界载荷解析解.     

关于大几何参数的开顶扁球壳屈曲问题的奇摄动*

本文利用修正多重尺度法研究了大几何参数的具有刚性中心的边缘铰接的开顶扁球壳,在复合载荷作用下的非线性稳定问题。求得了扁壳几何参数h值较大时,本问题的一致有效的渐近解。     

扁球壳在热-机械荷载作用下的稳定性分析

基于扁壳几何非线性理论,应用虚功原理和变分法推导了均匀变温场中圆底扁薄球壳在均布外侧压力作用下的位移型几何非线性控制方程.考虑周边不可移简支边界条件,运用打靶法计算获得了不同几何参数的扁球壳轴对称弯曲变形的数值结果.定义了壳体临界几何参数.考察了壳体几何参数对平衡路径和临界荷载的影响.当壳体几何参数大于壳体临界几何参数时,上临界荷载随几何参数的增加单调增加,下临界荷载在很小范围内随几何参数的增加而增加,之后随几何参数的增加而减小.给定几何参数时,考察了不同均匀温度变化对壳体临界几何参数、临界荷载和平衡构型的影响.均匀升温使上临界荷载显著增加,使下临界荷载和临界几何参数显著减小.     

扁锥面网壳非线性动力分岔与混沌运动

对曲面为正三角形网格的3向扁锥面单层网壳,用拟壳法建立了轴对称非线性动力学方程．在几何非线性范围内给出了协调方程．网壳在周边固定条件下,通过Galerkin作用得到一个含2次、3次的非线性微分方程,通过求Floquet指数讨论了分岔问题．为了研究混沌运动,对一类非线性动力系统的自由振动方程进行了求解,继之给出了单层扁锥面网壳非线性自由振动微分方程的准确解,通过求Melnikov函数,给出了发生混沌的临界条件,通过数值仿真也证实了混沌运动的存在．     

中心集中载荷作用下圆底扁球壳的轴对称非线性弯曲和稳定性

本文研究圆底扁薄球壳在中心集中载荷作用下的轴对称非线性弯曲和稳定性,利用Newton-样条函数方法(简称NS方法)求解了圆底扁球壳非线性方程,获得了问题的屈曲前和屈曲后解答,并将所得结果与前人的理论和实验结果进行了比较。     

斜放四角锥扁网壳的非线性弯曲理论

双层网壳是大型空间结构的主要结构形式,斜放四角锥扁网壳就是其中一种.它主要依靠上、下表层承受载荷,网壳腹部则比较空而且柔.根据斜放四角锥扁网壳的几何和力学特点,在三个基本假定的基础上,把它连续化并等效成一夹层扁壳.先从能量和内力等效的角度来分析它的本构关系,然后运用虚功原理,推导出斜放四角锥扁网壳几何非线性弯曲理论的基本方程.     

薄扁球壳受冲击载荷作用时动力屈曲的数值计算

本文在轴对称变形的假设前题下,通过将扩展了的Marguerre’s方程化为差分方程,对其上作用荷载面积不同时的固支弹性薄扁球壳的屈曲问题作了一些探讨.由此发现,固支薄扁球壳在外界冲击荷载作用下,在λ(=2[3(1-v~2)]~(1/4)(H/h)~(1/2))的某一范围内发生了跳跃屈曲,并得到轴对称跳跃屈曲荷载随壳体上荷载作用面积的增大而提高的结论.     

球壳的环向剪切屈曲

通过球壳微元初始屈曲的微分几何分析,推导出一组新的精确的屈曲分支方程,并且应用Galerkin变分法研究铰支球壳承受环向剪切力时的整体稳定性,构造了接近分支点变形状态的屈曲模式,首次求得了从扁球壳到半球壳大范围内的扭转屈曲临界特征值,临界荷载强度和临界应力.     

扁球壳在均布压力与均匀温度场联合作用下的屈曲

根据扁壳几何非线性理论,推导了均布压力与均匀温度场联合作用下的扁球壳的位移型几何非线性控制方程.考虑夹紧边界条件,采用打靶法得到了扁球壳轴对称弯曲与屈曲的数值结果.讨论了壳体几何参数对平衡路径、临界荷载的影响.给出了壳体临界几何参数.当几何参数大于临界几何参数时,上、下临界荷载都随几何参数增加而增加.给定几何参数时,考察了不同均匀温度场对壳体上、下临界荷载、临界几何参数以及平衡构型的影响.均匀升温会使上临界荷载显著增加,会使下临界荷载略有减小.均匀变温会使临界几何参数改变.     

扁柱面网壳的非线性动力学行为

用连续化法建立了正三角形网格的三向单层扁柱面网壳的非线性动力学方程和协调方程．在两对边简支条件下用分离变量函数法给出扁柱面网壳的横向位移．由协调方程求出张力,通过Galerkin作用得到了一个含二次、三次的非线性动力学微分方程．通过求Floquet指数讨论平衡点邻域的稳定性,用复变函数留数理论求出Melnikov函数,可得到该动力学系统发生混沌运动的临界条件．通过数值计算模拟和Poincaré映射也证明了混沌运动存在．     

考虑横向剪切的对称圆柱正交异性层合扁球壳的热屈曲

研究了对称层合圆柱正交异性扁球壳在温度场和均布压力联合作用下的热屈曲问题．考虑横向剪切的影响,应用修正迭代法获得了温度场影响下的临界荷载的解析表达式,讨论了剪切刚度和温度场对临界荷载的影响．     

Axisymmetric buckling of laminated thick annular spherical cap

Axisymmetric buckling analysis is presented for moderately thick laminated shallow annular spherical cap under transverse load. Buckling under central ring load and uniformly distributed transverse load, applied statically or as a step function load is considered. The central circular opening is either free or plugged by a rigid central mass or reinforced by a rigid ring. Annular spherical caps have been analysed for clamped and simple supports with movable and immovable inplane edge conditions. The governing equations of the Marguerre-type, first order shear deformation shallow shell theory (FSDT), formulated in terms of transverse deflection w, the rotation ψ of the normal to the midsurface and the stress function Φ, are solved by the orthogonal point collocation method. Typical numerical results for static and dynamic buckling loads for FSDT are compared with the classical lamination theory and the dependence of the effect of the shear deformation on the thickness parameter for various boundary conditions is investigated.     

Thermal vibration analysis of functionally graded shallow spherical caps by introducing a decoupling analytical approach

Due to many applications of spherical shells on a circular planform such as the nose of the plane and spacecraft and caps of pressurized cylindrical tanks, in this article, free vibration analysis of a thin functionally graded shallow spherical cap under a thermal load is considered. A decoupling technique is employed to analytically solve the equations of motion. Introducing some new auxiliary and potential functions as well as using the separation method of variables, the governing equations of the vibrated functionally graded shallow spherical cap were exactly solved. The superiority of the relations is validated by some comparative studies for various types of boundary conditions. Also, thermal buckling phenomenon is considered. Using new different material models, efficiency of the functionally graded materials is investigated when the shell is subjected to a temperature gradient. The effects of various parameters such as radius of curvature, material grading index and thermal gradient are discussed.