拉压不同弹性模量结构的动力特性分析

研究了拉压不同弹性模量结构动力问题的计算方法,建立了不同模量板壳结构动力特性的有限元算法,编制了相应的计算程序,并通过例题计算及分析得出了有价值的结论。     

不同拉压弹性模量椭圆板的非线性弯曲

把不同拉压弹性模量的椭圆板看成两种材料组成的层合板,采用弹性理论建立了在均布外载荷作用下的静力平衡方程,确定了中性面位置,求得了椭圆板中心挠度与均布荷载的关系;并把该方法计算结果与有限元方法计算结果进行比较,验证了方法可靠性。算例表明,当椭圆板材料拉压弹性模量相差较大时,挠度计算不宜采用相同弹性模量理论。     

用拉压不同模量理论分析弯曲板

材料的拉压不同弹性模量性对结构计算的影响是一个不容忽视的问题，本文对不同模量弯曲板进行了较系统的分析，构造了相应的有限元算法，通过算例分析，得出了一些较有价值的结论。     

光滑函数法求解拉压不同弹性模量问题

采用光滑函数技术,对拉压不同弹性模量问题的应力应变关系进行光滑处理,可避免迭代中应力状态的判断,方便计算。同时建立了相应的基于初应力技术的有限元计算模式,仅需对刚度阵三角化一次,避免了考虑剪切刚度带来的不便。文中通过不同算例,对所提算法进行了数值验证,与解析解相比有很好符合。此外,对不同拉压模量的热应力分析进行了初步探讨。     

拉压不同弹性模量薄板上圆孔的应力分析

采用弹性理论研究了拉压不同弹性模量薄板上圆孔的孔边应力集中问题．采用广义虎克定律推导出了拉压不同弹性模量薄板上圆孔边的应力平衡方程,并联合利用应力函数及边界条件得到了拉压不同弹性模量薄板上圆孔边的应力表达式．算例分析表明,当薄板材料的拉压弹性模量相差较大时,采用经典弹性理论研究薄板上圆孔的孔边应力是不合适的,当经典弹性理论与拉压不同弹性模量弹性理论的计算结果间的差别超过工程允许误差5%时,应该采用拉压不同弹性模量弹性理论进行计算．     

不同拉压模量厚壁球壳弹塑性分析

对具有不同拉压模量的厚壁球壳,采用双剪统一强度理论推导了其扩张问题的应力及位移的统一解. 分析了不同模量、不同模型控制参数对厚壁球壳扩张时的扩张压力和应力场的影响.结果表明：厚壁球壳弹性极限压力、应力场、位移场等均随着模量控制参数、模型参数的变化而变化,在$\alpha<1$的情况下(即$E^ + < E^ - $),可以明显提高球壳的弹性极限压力$p_e $; 厚壁球壳塑性极限压力与材料的拉压模量无关,与模型参数$\eta$有关,且随$\eta$的增加,先增大后减小. 因此若采用经典的弹性理论和单一的模型参数对厚壁球壳进行设计计算,会带来较大的误差.     

波纹管在子午面内整体弯曲的半解析有限元法

波纹管是一类子午线呈波纹状的旋转壳，作为弹性敏感元件和柔性连接件在航空仪表和管道工程中起着重要的作用。长期以来基于壳体理论的分析多限于轴对称变形问题。最近，虽然出现了以柔性旋转壳理论为基础的解决波纹管整体弯曲问题的解析解和数值解，但仍有必要通过别的途径加以验证和补充。为些，本文提出了波纹管在子午面内整体弯曲的半解析有限元解。把波纹管近似成有限个截顶锥壳的组合体，每个截顶锥为一个单元。将位移分量沿纬线用Fourier级数展开，沿子午线用多项式插值，截锥单元因此化为2节点的直线单元，每节点为4个自由度。显然，对于同等的RAM和CPU，线单元可比其他单元划得更小。于是，利用小单元条件，将一个单元内的壁厚和平行圆半径近似地当作不变量，给出了用显式表示的单元刚度矩阵，为直观分析结构参数对波纹管力学性能的影响提供了方便。在此基础上，计算了Ω型，C型和U型波纹管在纯弯矩作用下的变形和应力分布，所得结果和已有的解析解，数值解相符。本法不限于波纹管的计算分析。     

不同拉、压模量弹性力学问题的有限元法

本文以不同模量弹性平面问题为例,提出了不同模量弹性力学的有限元法,并指出此法与相同模量的有限元法的异同之处。根本不同点在于不同的弹性矩阵[D]和数值计算的试算法。本文还通过三个具体算例说明不同模量的影响,并与相同模量的有限元法结果加以比较,从中看出新型材料——玻璃钢、陶瓷、塑料、岩石、混凝土,某些特种金属材料等的不同模量性对其工程结构的力学影响。     

基于有限元法-正则化的弹性模量反求算法研究

生物组织的病变往往导致其物理特性的变化,研究生物组织的物理特性变化对诊断生物组织病变与否能够提供参考.本文提出了根据已知生物组织部分边界位移信息、外部载荷、边界条件和有限元模型,利用正则化方法反求弹性模量的方法.首先将求解弹性模量问题描述成一个力学反问题,建立逆系统辨识的数学模型,并应用正则化原理建立生物组织弹性模量反求算法.最后利用仿真算例验证了算法的有效性,并结合图像识别技术试验获取对象部分边界位移信息,反求其弹性模量,证明了本文反求方法的可行性.     

在均布外压作用下复合材料三角形网格加筋圆锥壳体总体稳定性分析

本文在文献[1]的基础上加以推广,分析了在均布外压作用下复合材料三角形网格加筋圆锥壳体总体稳定性,考虑了蒙皮的正交拉弯耦合效应和加筋筋条的偏心效应.基于外压实验观察结果,通过选择恰当的位移分量表达式,本文利用Galerkin法获得了临界外压的近似表达式,并对某一C/E复合材料三角形内网格加筋圆锥壳体的临界外压值进行了理论计算,所得结果与实验值相当吻合.文中所得结果可供工程应用参考.     

广义节点有限元法

应用流形方法思想,通过引入广义节点的概念,对传统有限元方法进行改进,建立了可具有任意高阶多项式托值函数的广义节点有限元方法,计算结果表明,广义节点有限元方法较之传统有限元方法有较高的精度。     

基于敏度分析的拉压不同模量桁架问题的数值分析

利用光滑函数技术,提出光滑化的拉压不同弹性模量问题的应力应变关系,与有限元方法相结合,建立了拉压不同模量一维连续体与桁架结构的数值求解模型,推导了敏度计算公式,采用Newton-Raphson算法进行求解.数值结果表明,本文算法具有较高的计算精度和收敛速度.     

1.09万m^3蛋形壳体结构无粘结预应力张拉分析

本文通过对杭州市四堡污水处理石蛋形消化池无粘结预应力张拉对混凝土结构影响的试验研究,测定了张拉应力的影响范围,分析了预应力张拉工艺,比较了规范与施工相近有关系数的取值,提出了供设计、施工参考采用的控制张拉力和张拉工艺等。     

时间域有限元法

叙述时间域有限元法在国内外的进展，其中包括协调的、不协调的时间有限元法和时空有限元法，对其中的典型研究成果给出了简要介绍，从而指出这一领域深入研究的必要性．最后简要展望了时间域有限元法的发展前景．     

钢筋混凝土壳体的非线性分析

本文采用有限元数值方法，分析计算了大型钢筋混凝土壳的几何、物理非线性静力问题，对非线性方程组的求解，文中提出了一种将载荷增量和位移增量相结合的合理方法，保证了在临界点附近迭代法的收敛性，最后，文中通过对实际双曲冷却塔壳的分析，得到了一些对实际工程设计具有指导意义的有益结论。     

不同装药战斗部壳体对水中兵器的爆炸威力

通过对裸炸药和带壳战斗部在无限水域中水下爆炸的实验研究,对比分析了炸药的冲击波峰值压力、比冲击波能、比气泡能、总比能量及相对比总能量等爆炸特性参数。结果表明:不同装药爆炸后峰值压力从大到小分别是热塑梯黑铝、熔梯黑铝、复合PBX、TNT,其他对比参数从大到小分别是复合PBX、熔梯黑铝、热塑梯黑铝、TNT;带壳战斗部爆炸后比冲击波能、比气泡能、总比能量相对裸炸药均有不同程度的下降,其中总比能量分别比裸炸药减少25%、21%、15%和15%;战斗部壳体对水中兵器爆炸的比冲击波能、比气泡能及总比能量的影响较为显著。因此,研究水中兵器爆炸威力必须考虑战斗部壳体因素,不能简化。研究成果对于战斗部水下爆炸威力考核有一定的借鉴意义。     

冲击载荷下含表面裂纹圆柱壳体的动态断裂

动态载荷下含表面裂纹的有限尺寸构件的断裂问题在工程实践中有着重要意义,但由于此类问题非常复杂,目前还不能求得解析解。本文针对含轴向半椭圆盘状表面裂纹的圆柱壳体,应用有限元法研究了动态载荷下其断裂问题,计算了动态应力强度因子与静态应力强度因子的比值KdIyn(t)/KsIta。从计算结果可以得出,比值KdIyn(t)/KsIta与结构和裂纹的尺寸有关,而与冲击载荷的大小无关。本文所得结果在一定程度上揭示了圆柱壳体表面、裂纹面、物质惯性和弹性波的相互作用及其对动态断裂的影响。     

不同模量壳体理论广义弹性定律的普遍表达式

本文研究了拉伸和压缩不同模量材料制成的壳体弱矩理论的本构关系,导出了广义弹性定律的普遍表达式,即中曲面法向坐标的各任意幂次项系数的公式,并指出文献[1]中最终公式保留的线性项,仅为本文普遍表达式的一个较简单的特殊情形,因此,可以不顾文献[1]中关于应力沿壳厚按线性规律变化的基本假设。