圆柱壳大开孔的薄壳理论解

采用修正的Ｍｏｒｌｙ方程，以ρ０，Ｙ／Ｒ为小参数，对圆柱壳大开孔的边界条件进行渐近展开，得到了可适用于ρ０≤０．７，情况下的薄壳理论解。     

圆柱壳大开孔问题——单圆孔的理论解

从Ｄｏｎｎｅｌｌ圆柱壳方程出发，利用复变函数与保角映射的方法，将圆柱壳展开面上的开孔边界线保角晨射成单位圆，并在映射平面上给出了逼近大开孔圆柱壳方程解答的完备函数逼近序列，进而利用边界条件和正交函数展开的方法得到了自由孔边应力集中系数的表达式，最后，对具有开孔率的圆柱壳在不同荷载条件下的自由孔口边界上的应力集中的系数进行了计算，此种方法，同时研究圆柱壳开非圆大孔和接管等问题提供了可能性。     

The general solution for the stress problem of circular cylindrical shells with an arbitrary cutout

I.IntroductionIncircularcylindricaIsheIls.likeaircraftfuselages,deep-diving\-ehicles.pressurevesselsandoiIlines,openingsareinvariabl}'necessaryforavarietyoffunctionalrequirements.Stressconcentrationsonthecontourofcircularornon-circu1arcutoutsreducebearing…     

AN ANALYSIS FOR DIFFRACTION OF FLEXURAL WAVES AND DYNAMIC STRESS CONCENTRATIONS IN THICK PLATES WITH A CAVITY

By using the complex variable method and conformal mapping,the diffraction of flexu-ral waves and dynamic stress concentrations in thick plates with a cavity have been studied.A generalsolution of the stress problem of the thick plate satisfying the boundary conditions on the contour of anarbitrary cavity is obtained.By employing the orthogonal function expansion technique,the dynamicstress problem can be reduced to the solution of an infinite algebraic equation series.As an example,the numerical results for the dynamic stress concentration factor in thick plates with a circular,ellipticcavity are graphically presented.The numerical results are discussed.     

柱面扁壳的非线性数值分析

本文研究了柱面扁壳在均布荷载作用下的大变形弯曲问题。首先导出了位移型非线性控制微分方程,然后结合两种边界情况(简支与固定)给出了用正交配点法进行解算的详细公式。     

充液层合压电圆柱壳的自由振动

推导得到轴向极化的圆柱型正交各向异性压电弹性力学的三维状态方程,采用细分近似方法,得到了状态方程的解,并建立了圆柱壳内外表面边界量之间的传递关系,分析了内充可压缩流体的层合压电圆柱壳的自由振动问题,给出了频率方程的精确形式,并作了具体计算。     

On the stress concentration in thick cylindrical shells with an arbitrary cutout

1.IntroductionThefocusofmuch'researcllforalongtimehasbeenontheinvestigationofstressconcentrationsofthincylindricalshellsll--41.Thestressproblemisdiscussedinreferences[5,6].Whentheratioofthicknesshofshellstothecutoutsizeroisnotrathersmall,thegoverningequationofReissuer'sshallowshellincludingtheeffectoftransversesheardeformationsmustbeusedl7-sl.Thethickshelltheorymakesupweaknessesoftheclassicaltheoryofthinshells.Thetheoryofthickshellscanbeusedforanalyzingstressconcentrationsofcircularcylindrica…     

大转动曲边柱壳非线性3-D动力学建模及分析

对曲边柱壳受轴向非均匀内压作用下的大转动几何非线性3-D动力学行为进行了研究,给出了一套高效三维动力学建模与数值求解方法.基于结构静动态变形关系,采用Lagrange方程推导建立了曲边柱壳多自由度三维动力学方程,通过线性化和降阶处理获得了曲边柱壳3-D动态膨胀数值解,与LS-DYNA有限元方法求解结果一致.计算结果表明:曲边柱壳动态响应行为与内压载荷轴向分布形式关系紧密,可以通过改变内压轴向分布形式来控制结构的动态变形模式;同时发现时间步是影响论文方法计算精度的重要因素.论文研究为后续含曲边柱壳复杂系统动力学响应研究提供了参考.     

NONLINEAR VIBRATION RESPONSE AND BIFURCATION OF CIRCULAR CYLINDRICAL SHELLS UNDER TRAVELING CONCENTRATED HARMONIC EXCITATION

The nonlinear vibration of a cantilever cylindrical shell under a concentrated harmonic excitation moving in a concentric circular path is proposed. Nonlinearities due to large-amplitude shell motion are considered, with account taken of the effect of viscous structure damping. The system is discretized by Galerkin's method. The method of averaging is developed to study the nonlinear traveling wave responses of the multi-degrees-of-freedom system. The bifurcation phenomenon of the model is investigated by means of the averaged system in detail. The results reveal the change process and nonlinear dynamic characteristics of the periodic solutions of averaged equations.     

星形裂纹的应力分析

利用复变函数的方法, 通过构造适当的保角映射研究了星形裂纹的平面弹性问题,给出了裂纹尖端I型与II型问题应力强度因子的解析解.并由此模拟出了经典的Griffith裂纹,共点均匀分布三裂纹,十字裂纹,对称八裂纹问题.      

拉载下周向壁穿裂纹圆柱壳的弹塑性解析解

基于薄壳理论及Ｄｕｇｄａｌｅ模型,建立了一套相当完整的拉载下周向壁穿裂纹圆柱壳的弹塑性解析解．该解包括裂纹扩展并可应用至裂纹断面完全塑性     

A NOVEL SEMI-ANALYTICAL METHOD FOR SOLVING ACOUSTIC RADIATION FROM LONGITUDINALLY STIFFENED INFINITE NON-CIRCULAR CYLINDRICAL SHELLS IN WATER

Based on the extended homogeneous capacity high precision integration method and the spectrum method of virtual boundary with a complex radius vector, a novel semi-analytical method, which has satisfactory computation effectiveness and precision, is presented for solving the acoustic radiation from a submerged infinite non-circular cylindrical shell stiffened by longitudinal ribs by means of the Fourier integral transformation and stationary phase method. In this work,besides the normal interacting force, which is commonly adopted by some researchers, the other interacting forces and moments between the longitudinal ribs and the non-circular cylindrical shell are considered at the same time. The effects of the number and the size of the cross-section of longitudinal ribs on the characteristics of acoustic radiation are investigated. Numerical results show that the method proposed is more efficient than the existing mixed FE-BE method.     

热环境中功能梯度圆柱薄壳分岔屈曲的边界约束效应

基于前屈曲一致理论,研究了热环境中受轴压功能梯度圆柱薄壳分岔屈曲的边界约束效应问题.导出前屈曲变形的解析解,结合分离变量法与有限差分法求解分岔屈曲控制方程,由此导出确定临界轴压的非线性特征值问题.考虑材料热物性质与温度的相关性,分别就两端简支和两端固支边界条件,分析了温度梯度、初始几何缺陷、组分材料体积分数对分岔屈曲临界荷载的影响.结果表明:相比两端简支的情形,两端固支功能梯度圆柱薄壳分岔屈曲的温度敏感性与缺陷敏感性更加明显,但随着温度梯度的增加而有所降低,组分材料的体积分数指数对简支和固支时的缺陷敏感度影响很小,功能梯度圆柱薄壳的边界约束效应随着缺陷幅值增大而减弱.     

带双裂纹的椭圆孔口问题的应力分析

利用复变方法,通过构造新的保角映射,研究了带双裂纹椭圆孔口的平面弹性问 题,得到了I型与II型裂纹问题应力强度因子的解析解.在极限情形下, 不仅可以还原经典的Griffith裂纹的结果,而且可模拟出十字裂纹和带双裂纹的圆 形孔口问题.     

求解水下纵向加肋无限长非圆柱壳声辐射问题的一种新的半解析方法

基于齐次扩容精细积分法和复数矢径虚拟边界谱方法,利用Fourier积分变换和稳相法,提出了一种具有较高效率和精度的新的求解水下纵向加肋无限长非圆柱壳声辐射问题的半解析方法.考虑了非圆柱壳和肋骨之间同时存在多种相互作用力和力偶矩,较已住很多学者仅计及法向相互作用力更加符合实际.不仅比较了该文方法和精确计算纵向加肋圆柱壳在集中点力激励下的声辐射计算结果,同时还研究了肋骨数量、大小以及椭圆柱壳横截面椭圆度对声辐射特性的影响.数值计算结果表明该文方法较已有的混合FE-BE法更为有效.     

旋转薄壁圆柱壳振型进动的非线性振动特性

选取在工程上常用的悬臂旋转薄壁圆柱壳为研究模型,首先推导出考虑阻尼的振型进动因子,然后根据Donnell's简化壳理论建立考虑科氏力,阻尼与几何大变形的非线性波动方程,采用Galerkin方法对波动方程进行离散化,得到模态坐标中相互耦合的三阶非线性微分方程组.应用Runge-Kutta法求解获得非线性幅频特性曲线,分析了不同模态组合下系统主模态(m=1,n=6,k=1)的共振响应.应用谐波平衡法对系统三阶非线性微分方程组解析分析,与数值解比较验证了解析解的正确性和有效性.最后分析了动力系统的运动稳定性.结果表明,节径数n和频率倍数k对于主模态共振响应的影响很小,而轴向半波数m对主共振的影响则相对较大,因此只需选取相邻的两个轴向模态(M=2)即可较为简洁,准确的描述主共振响应;谐波平衡法可以很好的解决三阶微分方程组的非线性问题,并且能够达到较为满意的精度.     

采用精确化理论求解厚板任意形开孔动应力集中

论文基于复变函数与保角映射法,采用平板弯曲振动精确化方程[1],对含任意形开孔平板中弹性波散射与动应力集中问题进行了研究.利用正交函数展开的方法将待解的问题归结为对一组无穷代数方程组的求解.作为算例,计算了自由边界条件下圆孔和椭圆孔的动弯矩集中系数的数值结果,并对板厚与孔径比对动弯矩分布的影响做了分析研究.结果表明:入射波数、平板厚度和椭圆偏心率等参数对动弯矩的分布都有很大的影响.在较低频率和平板较薄的情况下,基于文献[1]的方程与基于Mindlin板的动弯矩结果在数值分布上是基本一致的;在较高频率和平板较厚的情况下,基于文献[1]的方程与基于Mindlin板的动弯矩结果在数值分布计算结果相差较大.由于文献[1]给出的平板振动精确化方程是在没有任何工程假设条件下得到的,因此本文的分析计算结果更精确一些.     

底层大空间高层结构自由振动的实用计算方法

本文以连杆节间为界，按弹性支座上和Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ悬臂梁建立力墙部分的振动方程，按一般框架建立框架部分的振动方程，根据力，变形协调条件，形成底层大空间高层建筑结构的自由振动，并据此计算其自由振动。     

具有约束层阻尼贮液圆柱容器的耦振与减振特性分析

该文在对空圆柱层合壳(不充液)振动分析研究的基础上,借助线性势流理论,进一步考虑液固耦合效应,导出了敷有CLD贮液圆柱层合壳谐耦振的一阶常微分矩阵方程,该方程右边多了液动压力项.由于它不能预先给定,导致方程中出现未知项.为了克服这一困难,文中研究了液动压力的解式,并采用新型齐次扩容精细积分技术,提出了一种高效率和高精度的半解析半数值解法.进而还求解了CLD贮液圆柱容器在地面谐运动激励下的响应;通过大量数值计算分析了CLD的厚度、长度、敷设位置以及粘弹芯的复剪切模量对减振效果的影响.计算还表明了有液体的存在,这些影响和空容器时是不一样的.文中方法为CLD贮液容器的控制优化提供了有力手段.     

椭圆孔口端点和裂纹端点处的变动态应力分析

分析了椭圆孔口端点和裂纹端点处的变动态应力.在分析中,设带椭圆孔口的无限平板受远处应力作用.变动态应力分析指的是,令动点趋近于椭圆孔端点和椭圆孔变成裂纹这二个过程在各种相对关系下进行.在不同相对关系下,求出椭圆孔口或裂纹端点应力的极限值.分析表明,随着不同的变动状态,对于端点处的某些应力会得到不同的极限值.