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相似文献
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1.
宋广凯  孙博华 《力学学报》2021,53(2):448-466
柱壳结构广泛应用于各个领域, 但由于其对初始缺陷较为敏感, 容易发生灾难性的屈曲失稳. 本文利用非线性有限元分析程序ABAQUS研究了柱壳屈曲问题, 并应用到了易拉罐的屈曲分析. 首先采用数值模拟的方法验证了Virot等学者的易拉罐屈曲试验结果, 然后为了获得屈曲的一些普适结果, 进一步考察了柱壳的屈曲表现. 对柱壳结构在不同载荷组合、不同几何参数作用下进行了细致分析. 为了讨论的直观, 本文绘制了柱壳结构在受到侧压-轴压载荷作用下外力-屈曲载荷-位移三维屈曲地貌图(称为landscape). 结果表明: 在侧压-轴压-扭转载荷作用下, 试件力-位移曲线出现了"cliff"(断崖)现象; 扭转载荷的施加不利于试件整体稳定性, 并造成了试件对初始缺陷的敏感性; 对于受到轴压-扭转载荷作用的试件, 本文定义承载力为零的平面为"sea level"(海平面)来区分试件破坏模式; 通过对不同边界条件的试件进行分析, 发现试件两端固定可以有效地增加结构的承载能力, 提高稳定性. 对柱壳结构内部充气可以大幅度提升结构的承载能力和稳定性, 减小对初始缺陷的敏感度.   相似文献   

2.
本文是在矩形板后屈曲平衡路径已经确定的基础上,运用能量法和参数摄动法研究矩形板二次屈曲和二次分枝点的问题。本文提出用特征方程描述矩形板二次屈曲的方法,对具有后屈曲稳定性态弹性结构的二次屈曲分析有一定的普遍意义。  相似文献   

3.
本文根据我国南海海底输油气铺管的要求系统分析了海底管道在弯曲与外水压力共同作用下的弹塑性稳定性和屈曲传播.研究了管道的极值型屈曲和分枝型屈曲.在考虑管道的初始非圆度和材料的物理非线性的情况下提出了临界屈曲载荷的计算方法.综述和评论了屈曲传播现象的本质和各种计算方法.介绍了我们所进行的全尺寸管道实验.在分析理论结果时与现行的有关设计规程进行了比较和评论.  相似文献   

4.
本文概述了充内压整体加劲圆柱壳承受轴压的稳定性的实验和理论研究结果.在非加劲圆柱壳和两种网格型整体加劲圆柱壳稳定性试验的基础上,讨论了充内压的整体加劲圆柱壳在轴压作用下的失稳特点.分析表明,可按过屈曲平衡状态的分歧点,近似地决定实际屈曲的总体失稳载荷.  相似文献   

5.
超音速气流中受热壁板的稳定性分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
夏巍  杨智春 《力学学报》2007,39(5):602-609
采用Galerkin方法建立二维壁板的非线性气动弹性运动方程,用一阶活塞理论模拟壁板 受到的气动力. 基于李雅普诺夫间接法分析了平壁板的稳定性,得到了壁板失稳的边界 曲线;采用牛顿迭代法分析了壁板的屈曲变形,进而分析了后屈曲状态下壁板的稳定性; 在时域中分析了后屈曲状态下壁板的颤振边界. 分析结果表明,为了保证计算精度, 在二维壁板的静态失稳及过屈曲变形分析中,至少要取二阶谐波模态;在平壁板的超音速颤 振(动态失稳)边界分析中至少应取四阶模态. 还对壁板的温升,壁板长厚比、壁板密 度和气流马赫数作了无量纲变参分析,研究了这些参数的变化对壁板稳定性的影响规律. 研 究中发现,当气流速压较低时壁板一般会稳定在低阶谐波模态的屈曲变形位置,但是如果系 统出现多个渐近稳定的不动点,即使作用在壁板上的气流速压很低,壁板也有可能在较低速 压下发生二次失稳型颤振.  相似文献   

6.
黄丽华  张耀烨 《力学与实践》2013,35(5):54-58,62
基于桁架结构稳定性计算的经典理论,分析了利用特征值理论开展桁架结构屈曲分析的计算方法,以及利用欧拉临界载荷屈曲理论,采取杆件撤除的静力求解确定桁架结构稳定临界载荷的计算方法. 通过理论研究和相关算例分析,论证了利用特征值理论和临界载荷屈曲理论相结合的方法,判断小变形桁架结构的失稳模态,求解桁架结构稳定临界载荷的确定性.  相似文献   

7.
本文研究对称线布载荷作用下圆底扁球壳的轴对称非线性弯曲和稳定性,讨论了当几何参数固定而载荷位置发生变化吋壳体的屈曲行为,以及当载荷作用位置固定而几何参数发生变化时壳体的屈曲行为,分析了屈曲模式对临界载荷的影响,并就ν=0.3的情形给出了数值结果。  相似文献   

8.
联合载荷作用下简支矩形板的屈曲和过屈曲   总被引:1,自引:0,他引:1  
杨骁  程昌钧 《力学学报》1992,24(1):82-92
本文研究了简支正交各向异性矩形板在两对板受中面压力作用下的屈曲和过屈曲性态,得到了载荷的稳定性区域,证明了临界载荷最多为二重的。利用多参数摄动方法求得临界载荷附近板的过屈曲状态的渐近解,分析了在二重临界载荷附近,当载荷按比例变化时,板的可能的过屈曲状态及其与参数的依赖关系。  相似文献   

9.
夏巍  冯浩成 《力学学报》2016,48(3):609-614
功能梯度材料的宏观物理性能随空间位置连续变化,能充分减少不同组份材料结合部位界面性能的不匹配因素.功能梯度壁板用作高速飞行器的热防护结构,能有效消除气动加热带来的壁板内部热应力集中.本文考虑热过屈曲变形引入的结构几何非线性,分析功能梯度壁板的气动弹性颤振边界.基于幂函数材料分布假设,采用混合定律计算功能梯度材料的等效力学性能.根据一阶剪切变形板理论、冯·卡门应变-位移关系和一阶活塞理论,基于虚功原理建立超声速气流中受热功能梯度壁板的非线性气动弹性有限元方程.采用牛顿-拉弗森迭代法数值求解壁板的热屈曲变形,分析超声速气流对热屈曲变形的影响机理.在壁板热过屈曲的静力平衡位置分析动态稳定性,确定了壁板的颤振边界.研究表明,当陶瓷-金属功能梯度壁板的组份材料沿厚度方向梯度分布时,会破坏结构的对称性导致壁板在面内热应力作用下发生指向金属侧的热屈曲变形.超声速气流中壁板热屈曲变形最大的位置随气流速压增大向下游推移,并伴随屈曲变形量的减小.热过屈曲壁板的几何非线性效应会提高壁板的颤振边界,这种影响在高温、低无量纲速压且壁板发生大挠度热屈曲变形时表现显著.较高无量纲气流速压下由于壁板的热屈曲变形被气动力限定在小挠度范围,几何非线性效应不明显.   相似文献   

10.
研究了跨中集中荷载作用下两端由不同转动刚度弹性约束的铰支圆弧拱的面内稳定性。由变形几何关系、变分原理得到了拱的非线性平衡方程,建立了外荷载、结构内力、径向位移的对应关系,通过定义拱的深浅参数和约束刚度参数进行分析,并得到了跳跃屈曲和分岔屈曲的发生条件及存在区间。通过数值分析可知本文方法所得屈曲路径和屈曲荷载与有限元法所得结论吻合良好,极值点、临界荷载相对差值在1%左右。对不同结构参数区间圆弧拱在集中荷载作用下的屈曲路径和临界荷载进行了分析,结果表明约束刚度对屈曲路径和临界荷载起决定性的作用,深浅参数决定屈曲发生条件、屈曲形式、极值点对数。  相似文献   

11.
This paper deals with the stability of linear multistep methods for multi-dimensional differential systems with distributed delays. The delay-dependent stability of linear multistep methods with compound quadrature rules is studied. Several new sufficient criteria of delay-dependent stability are obtained by means of the argument principle. An algorithm is provided to check delay-dependent stability. An example that illustrates the effectiveness of the derived theoretical results is given.  相似文献   

12.
This paper presents a stability analysis of an oscillating body subjected to fluid forces located in a transient incompressible viscous flow. If the body is supported by elastic springs, oscillation will begin. If the characteristic period of the body and the excited oscillating period due to fluid forces match each other, resonance can occur. Stability analysis is therefore needed to determine the nonlinear behavior of the body. This paper presents an analysis of the changing stability of bodies by the numerical computation. To implement the computation, the motion of fluid around a body is expressed by the Navier–Stokes equation described in the arbitrary Lagrangian–Eulerian form. The fluid influence on the body is discretized by the finite element method based on a mixed interpolation by the bubble function in space. The motion of the body is assumed to be expressed by the equations of motion. To evaluate stability, stability function is defined by the total energy of the oscillating body. The stability is judged according to a stability index, obtained by the use of the automatic differentiation (AD) of the stability function. AD is a derivative computation method that gives high accuracy. By the use of AD, the second‐order derivative matrix, which is needed to compute the stability index, can be obtained exactly. For the numerical studies, analyses of one degree of freedom and two degrees of freedom (2DOF) for a circular cylinder and 2DOF for a rectangular cylinder are carried out. A combination of a cylinder and supporting elastic spring can produce stable, neutral and unstable states. It is shown that the stability of the cylinder can be determined by the stability index. This paper shows new possibilities for stability analysis of bodies located in a fluid flow. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

13.
将无单元伽辽金法(EFGM) 推广到求解弹—— 黏塑性问题, 自行编制了相应的计算程序, 并应用于土质边坡的弹塑性稳定分析. 通过无单元伽辽金法计算结果与有限元法的计算结果的对比分析, 可以发现用黏弹塑性问题的无单元伽辽金法计算程序去求解弹塑性问题是方便可行的, 本文编制的计算程序稳定性好, 收敛速度快.  相似文献   

14.
无单元法在薄板稳定问题中的应用   总被引:8,自引:1,他引:8  
用无单元法研究了薄板的弹性稳定问题,从滑动最小二乘法和变分原理出发导出了薄板的无单元法几何刚度矩阵,编制了相应的计算程序,并给出了算例,结果表明,方法合理可行,且精度高于有限元。  相似文献   

15.
In this paper the problem of the stability of rotational motion of a rigid body which has a liquid filled cavity and a fixed point is investigated without any approximation. Criteria of stability and instability under finite disturbance are obtained. The region of stability is found out explicitly.  相似文献   

16.
This paper presents a comparative study of methods used for the analysis of the stability of rock slopes for hydropower projects. The comparison concerns the application of the limit equilibrium method, the block element method, and the finite element method on the stability analysis of two hydropower engineering projects in China. The study results show that the limit equilibrium method and the block element method give very close result, while the finite element method gives more conservative safety factor.  相似文献   

17.
本文对高速稳定流复杂管系的有限元模型直接用广义Lanczos法进行模态参数和稳定性分析,从而提高了计算效率。文中对完全避免复数运算进行了研究,得出了实用的计算公式,并对计算结果进行了实验验证。  相似文献   

18.
本文以龙井水库大坝为例,运用有限单元法对粘土心墙坝的渗流进行分析计算,同时运用瑞典圆弧滑动法和简化Bishop法对粘土心墙坝的坝体稳定进行分析计算,在此基础上对水库大坝进行了渗流安全评价和稳定性安全评价。  相似文献   

19.
In this paper, we indicate that after the Liapunov function by using linear combination of mechanical first integral was suggested by Chetayev in 1946. He and his students solved stability of conservative system by means of this method. But he had trouble to solve the problems by means of cut and try. Moreover, the condition of stability is imperfect. Solution by this method is limited for problems of purely imaginary roots. The cases of zero roots have not been considered. Condition of stability secured is more strict.This paper suggests that the differential equation can be transformed into standard form by method of cancellation of cyclic coordinates (method of lowering degree of order). and condition of stability can be determined by energy integral. By this method not only the computation is clear and concise. But also zero roots can be considered. Therefore the problems of two cyclic coordinates can be transformed into second-order system, and we get new conclusion of the condition of stability simply. As for problems of single cyclic coordinate, infact, Chetayev and his students did not solve the stability of the gyroscope of auter-gimbal with horizontal axis or arbitrary angle. In this paper, it shows that the method suggested here is useful for stability of these problems. The condition of conditional stability and instability were derived.  相似文献   

20.
基于有限元计算所得应力场的改进极限平衡法, 对渗流与有效应力耦合作用强烈的边坡或地基的稳定性分析具有优势. 本文提出了边坡稳定分析的虚功率法, 即基于极限分析的上限定理, 利用机动许可的组合刚体滑动机构和有限元应力场, 用滑动机构的速度间断面上的抗滑力功率与滑动力功率的比值计算安全系数. 通过分步优化方法, 获得边坡给定滑动机制的稳定安全系数. 对2个典型折线滑动机构的边坡案例进行了分析, 比较了采用静力平衡应力场和静力许可应力场对安全系数的影响. 指出基于土体线弹性本构模型所得的有效应力场计算的稳定安全系数, 也是边坡稳定安全性的一个不错的度量. 算例中本文计算所得的边坡稳定安全系数, 与文献中推荐的答案很接近, 其滑动机制与有限元强度折减法分析所得的滑动机制基本一致, 安全系数也接近, 表明本文提出的方法是合理的边坡稳定分析新方法, 为边坡和地基的稳定性分析提供了新的选择.   相似文献   

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