环筋园柱壳静水压力作用下整体弹性屈曲

一、前言环筋园柱壳在静水压力作用下弹性整体失稳问题已有较多人进行了研究。一般以材料的正交各向异性壳来处理,并采用扁壳假定,例如Bodner把环筋壳折合为单层正交异性壳,即不能考虑环筋的偏心影响,同时也不知道扁壳近似将带来多大的误差。Singer等      

环向离散加筋园柱曲板的侧压弹性稳定性

引言为便于分析加筋壳的总体稳定性,经常可以把它简化为按正交各向异性的连续弹性体处理。但这种近似方法只能是在一定的条件下才能成立。通过分析周边册动简支。具有环向离散加筋园柱曲板在侧压下的稳定性,在假设失稳前曲板为薄膜受力状态的前提下;本文比较了在不同参数范围内。按正交各向异性曲板计算与更精确地按环向离散加筋曲板计算的结果。从面对按正交各向异性曲板计算的适用条件提出一些看法。      

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。     

变系数渗流场的正交各向异性边界元分析

本文给出了计算复杂渗流场的简化方法.首先由加权余量法得到变系数渗流问题的积分方程.再将区域及边界剖分,对各单元使用形心处的渗透系数而化为正交各向异性问题.最后用正交各向异性问题的基本解,得到对应于边界单元法的线性代数方程组.算例表明方法可靠.     

加肋和离散支承旋转壳的应力计算

本文用有限元法研究了加肋和复合材料弹性旋转薄壳的静力问题。分别考虑了密集肋与离散环向肋两种情形。对于密集肋,计入了肋的偏心影响,将此类问题简化为各向异性壳的静力问题。对于离散环肋,准确处理了肋和壳的耦合。考虑了旋转壳离散支承对应力分布的影响。为了得到支承附近的真实应力,进行了二次计算。多数算例与分析解做了比较,说明本文所提供的方法和程序是可靠的。     

构造上正交各向异性凹凸板等效刚度的研究

针对构造上正交各向异性凹凸板等效刚度的研究问题,考虑经典弹性薄板理论和凹凸板的几何周期特性,划分出了以凸起为中心的典型单元,首先研究了典型单元的刚度特性,再通过刚度组合方法得到了凹凸板的等效弯曲刚度;然后以四边简支正交各向异性凹凸板为例,基于经典薄板理论中纳维二重三角级数推广到正交各向异性板的解,利用本文的等效刚度公式分别计算了在集中载荷作用下板的挠度和其自身的固有频率。计算结果与ANSYS有限元的模拟结果进行对比,理论计算与有限元模拟结果一致,验证了本文等效解析方法的合理性和精确性。最后讨论了凹凸板的各项尺寸参数对刚度等效精度的影响,并对其原因进行了分析。本文给出的等效刚度解析方法便于工程应用,尤其在应对大规模凹凸板刚度求解中具有计算简便的优点,研究结果对凹凸板静力学和动力学的研究以及实际工程应用具有重要的指导意义。     

正交各向异性园柱形薄壳在任意边界条件下的自由振动问题

本文以Cheng氏理论为基础,给出正交各向异性园柱壳自由振动的基本微分方程式.利用长度待定法,得到壳体在任意边界条件下固有频率与壳长关系的精确解. 引进简化条件,导出壳体在α)|λ_i~2|和n~2为相同数量级、b)|λ_i~2|<相似文献   

分区样条等参元方法分析加助轴对称组合壳

本文提出分区样条行动等参元方法分析加肋轴对称组合壳在静水外压作用下的应力及稳定性，该方法根据母线几何形状，壳板厚度变化及边界约束状况将加肋轴对称组合壳划分为若干个区域，在不同区域采用不同步长的样条等参元进行分析，因而便于对复杂的组合壳进行分析，并可大大减少计算所需自由度数，减少计算工作量，同时计算精度很高，并且易于进行边界约束处理，应用该方法对加肋锥－柱，加肋锥－环－柱组合壳进行了计算，其结果与其     

分区样条等参元方法分析加肋轴对称组合壳

本文提出分区样条等参元方法分析加肋轴对称组合壳在静水外压作用下的应力及稳定性。该方法根据母线几何形状、壳板厚度变化及边界约束状况将加肋轴对称组合壳划分为若干个区域，在不同区域采用不同步长的样条等参元进行分析，因而便于对复杂的组合壳进行分析，并可大大减少计算所需自由度数，减少计算工作量，同时计算精度很高，并且易于进行边界约束处理。应用该方法对加肋锥－柱、加肋锥－环－柱组合壳进行了计算，其结果与其它方法计算值及实验值吻合良好。     

正交各向异性Kagome蜂窝材料宏观等效力学性能

由于微结构的布局和尺寸的方向性,人造和天然的蜂窝材料都会不同程度呈现各向异性,其中正交各向异性的蜂窝材料较为常见.该文采用桁架模型推导了正交各向异性Kagome单胞蜂窝材料等效刚度和强度的解析表达式,给出了初始屈服函数和近似弹性屈曲强度,讨论了等效刚度与各向异性率和相对密度的关系.等效刚度的解析结果与单胞壁杆采用梁单元建模的刚架模型均匀化结果进行比较,结果令人满意.需要说明的是这类"组合蜂窝"材料具有多功能性和潜在的可设计性,正在受到人们关注.     

任意边界条件下环肋圆柱壳振动特性的建模与求解

边界条件对环肋圆柱壳的振动特性有重要影响。基于能量法,把环肋看作离散模型,构建了任意边界条件下加环肋圆柱壳的动力学模型。采用一种改进的傅里叶级数作为位移容许函数,通过瑞利里兹程序求解结构的拉格朗日方程,得到环肋圆柱壳的振动模态和频响特性。通过与实验和有限元(FEM)方法的计算结果进行对比,验证了论文方法的准确性,在此基础上分析了环肋偏心方式、截面尺寸、位置分布和边界弹簧刚度等参数对环肋圆柱壳振动特性的影响。     

轴对称载荷下正交异性圆环壳的一般解

本文导出了在Kirchhoff假设下受轴对称载荷时、材料正交异性的圆环壳的复变量方程,给出了该方程的一般解,该解可用于α=a/R<1,其中a为环壳截面的半径,R为环壳的总体半径,文中并举例说明其应用,结果表明本文所提出的解是很有效的。     

线载荷作用下圆柱壳环向弯曲变形的研究

通过引入单三角级数形式的位移函数, 求解了法向任意分布载荷作用下对 边简支时圆柱壳的环向弯曲问题, 把线载荷近似为微元矩形区的分布载荷, 推导出了线 载荷作用下圆柱壳的环向弯曲变形计算式, 并给出了线载荷为均布和线性变化时的具体解. 计算表明, 该种边界约束条件下圆柱壳的环向弯曲变形位移分布场的理论计算结果与有限元 分析结果基本吻合.     

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.     

由横向稀肋加固的斜锥壳的渐近解法

在文献[1]中作者得到了具有刚性加强端的斜锥壳的渐近解法.本文在此基础上进一步讨论横向稀肋加固的斜锥壳的渐近解法.所谓“稀肋”是指相邻两肋的简单边界效应相互影响在工程精度范围内可忽略不计的肋条,例如肋间距l≥3(rh)~(1/2)时(2h——薄壳厚度,r——两肋处壳体的最大平均半径).对于本文所讨论的常用的肋条横截面尺寸,分析结果表明,作为应力状态的第一次渐近解[误差为(h/λ)~(1/2)量级,λ——壳体中心面的特征曲率半径],肋对壳体薄膜应力状态没有影响.而在求解简单边界效应时,可将肋与壳的连接处看成弹性固支边界来处理,即认为此处的壳体转角γ_1为零,而周向应变ε_2等于肋的应变值。在分析过程中,讨论了肋截面形心偏心及形心主轴偏斜等因素对壳体应力状态的影响,证明了在第一次近似时它们可忽略不计. 为了验证所得结果的精确程度,在文献[1]的试件上,进一步作了具有稀肋加强的斜锥壳的电测试验.试验结果证实,本文所得的渐近解的误差基本上在(h/λ)~(1/2)及斜锥偏度m~2的量级范围内. 为了节省篇幅,本文不再给出斜锥壳各基本应力状态的内力及位移表达式,以及它们的待定函数的确定方法,需要时可参阅文献[1].     

薄蒙皮加肋圆柱壳的极限平衡

在弹性范围内计算加肋壳的方法,一般说来,是用正交各向异性壳作为计算模型来代替实际的壳.但这种方法在塑性范围内是不允许的,因为纵向肋与横向肋处于单向应力状态,且各满足互相独立无关的塑性条件.前文[2]讨论了加肋壳的一种计算模型,其中考虑了蒙皮的弯曲,而肋则用相当的集中面积来代替;求得了圆柱壳在对称变形情况下的极限条件.本文讨论了另一种计算模型,其中蒙皮只受薄膜应力的作用,但考虑应力沿肋高度的变化(故肋承受拉伸与弯曲);得出了圆柱壳在对称变形情况下的极限条件,用简支圆柱壳在均匀侧向与均匀四周液压作用下的算例,说明了所得极限条件对于求极限载荷的应用,并将给果与前文[2]进行了比较.     

加肋开孔柱壳混合有限条——有限元屈曲分析

本文提出了一种分析环加肋开孔柱壳屈曲问题的混合有限条──有限元法。环加肋柱壳作为一个构造上的正交各向异性壳处理，柱壳非开孔区采用有限条元离散，开孔区采用有限单元离散。在有限条元与有限单元交界面上，根据位移协调条件建立条元和单元的耦合关系，并据此构造一种特殊的过渡单元、联接条元和单元，进行整体分析。算例表明，这一方法对开孔柱壳屈曲问题的分折十分有效。     

复合板旋转约束刚度推导及箱型结构屈曲分析

基于结构稳定性理论,推导出正交各向异性纤维树脂增强复合材料箱型结构各板连接处旋转约束刚度的近似表达式．与以往的经验公式相比,考虑了材料的正交各向异性和截面尺寸的影响．通过对箱型结构的正交各向异性比、截面属性以及纵横比对旋转约束刚度的影响进行参数研究,验证了旋转约束刚度新公式的精确性和适用范围．通过比较采用不同近似表达式得到的结果与有限元计算结果的对比,表明本文的旋转约束刚度新公式可以更精确地用来计算箱型结构的临界屈曲载荷．     

轴对称圆环壳复变量方程的逼近——渐近解法

求解轴对称圆环壳的复变量方程,一般用级数方法和渐近方法。众所周知,级数解仅对μ=12(1-V~2)~(1/2)(a~2/r_0h)较小的圆环壳才有很好的收敛性;相反,渐近解却对μ值较大的圆环壳才得到很好的近似。本文是在过去工作的基础上,采用逼近——渐近方法,求出了对μ值一致有效的解。计算表明,对于μ=0.5的细环壳,逼近——渐近方法给出的结果和级数解的结果是一致的,而渐近解的误差较大;对于μ=15,逼近——渐近方法给出的结果和渐近解的结果一致。     

正交各向异性组合圆板非经典理论抗爆效应解析解

对正交各向异性组合圆板进行动力分析，建立了基本振动方程，给出了自由振动与强迫反应解析解，并对这类钢板－混凝土组合圆板计算特点与力学性能进行了讨论，为实际工程设计与计算提供了一种简便而实用的计算方法。