变厚度圆底扁薄球壳的非线性稳定问题

一、引言 薄壳的屈曲是一个非线性问题,其基本方程是非线性微分方程组,在数学上困难较大,若研究变厚度薄壳的屈曲问题,则难度更大。文献[1]曾提出用修正迭代法求解等厚度圆底扁薄壳屈曲问题。文献[3]用小参数法与修正迭代法联合求解了变厚度圆薄壳的大挠度问题。本文先给出变厚度圆底扁薄球壳的非线性方程组,然后用小参数法与修正迭代法结合求解在边缘均布力矩作用下的一种变厚底圆底扁薄球壳屈曲问题。     

均布压力作用下圆底扁锥壳的大挠度问题

1.引言圆底扁锥壳是工程中的常见壳型结构,与扁球壳相比,对圆底扁锥壳的大挠度理论和实验研究都不多,仅有少数文献进行过研究,文献[1]和[2]用的是伽辽金方法,文献[3]用摄动法,文献[4]用修正迭代法,它们分别在壳体几何参数λ不大的范围内确定了失稳临界载荷。由于这些方法本身存在的困难,所得解答当λ稍大时就不准确了。本文利用牛顿-样条函数方法对均布压力作用下圆底扁锥壳(图1)的非线性弯曲和稳定性进行研究,获得一些有意义的结果。2.基本方程及其求解考虑均布压力作用下圆底扁锥壳的轴对称非线性方程:     

受预张力或均布边缘径向荷载的圆薄板的大挠度问题

本文以幂函数为试函数,用配点法计算圆薄板的轴对称大挠度,圆板可先受预张力的作用。荷载为轴对称分布荷载、均布边缘力矩及径向力或它们的联合作用。计算结果表明,本法求解的收敛速度和收敛范围远远超过幂级数解法。     

圆底扁锥壳在中心集中力作用下的轴对称非线性弯曲和稳定性

本文提出了求解圆底扁锥壳非线性方程的牛顿一样条函数方法,并对中心集中力作用下的圆底扁锥壳的轴对称非线性弯曲和稳定性进行了研究,对v=0.3的情形进行了数值分析.     

静载荷对夹层圆板超谐波共振的影响

研究静载荷作用下夹层圆板的超谐波共振问题.基于Hoff型夹层板理论,给出了静载荷作用下夹层圆板的非线性动力学方程.应用Galerkin法推导了静载荷作用下夹层圆板的轴对称非线性振动方程.运用多尺度法分别对系统的三次超谐波问题和二次超谐波问题进行了求解,并依据Lyapunov稳定性理论得到了系统稳态运动的稳定性判据.通过算例,得到了周边简支约束下夹层圆板三次超谐波共振和二次超谐波共振的幅频响应曲线图、振幅-静载荷响应曲线图、振幅-激励力幅值响应曲线图;研究了不同参数对系统振幅的影响规律,并对解的稳定性进行了分析.     

弹性地基上圆底扁球壳非线性弯曲的初参数积分方程及其应用

导出了双参数弹性地基上圆底扁球壳在均布荷载作用下非线性弯曲问题的初参数积分方程，并求得了数值解。     

交变磁场和力场联合激励铁磁圆板的主共振

研究铁磁圆板在交变磁场及横向简谐激励作用下的非线性主共振问题。针对磁场环境中铁磁圆板,在给出了圆薄板的形变势能、应变势能、动能的基础上,应用哈密顿变分原理,推得了磁场中铁磁圆板的磁弹性耦合非线性振动方程。基于软铁磁薄板的磁弹性耦合广义变分原理,推得了交变磁场环境中铁磁圆板所受的电磁力表达式。基于得到的圆板振动微分方程,应用伽辽金法进行了离散,推导出了相应的非线性强迫振动方程。利用多尺度法求解主共振问题,得到了幅频响应方程,并依据李雅普诺夫理论分析了解的稳定性。通过算例,给出了圆板的幅频特性曲线图以及振幅随磁场强度、激励力变化的特性曲线图。结果表明,振幅在共振区域显著增大,且随着圆板厚度的减小、磁场强度以及激励力幅值的增大,共振区域扩大。     

复合载荷作用下圆板大挠度弯曲问题的伽辽金法

1.引言 关于复合载荷作用下圆板的大挠度弯曲问题,文献[1,2]曾分别选取不同的参数用摄动方法给予求解。本文用一个简便的方法来分析此问题。即先假设一个挠度试函数,使相容方程完全满足,求出薄膜力;然后再用伽辽金加权残数法求解平衡微分方程。 已知均布荷载及中心集中力联合作用下圆板的大挠度方程为     

Green函数法在轴对称板壳理论中的应用

本文从轴对称板壳理论的基本方程出发,通过建立Green函数,导出了轴对称线载荷下解的一般表述式,由此可以求出任意轴对称载荷下的解,然后本文分别讨论了圆板和扁球壳受线载问题的解,文中的结果适用于各种边界条件。     

轴对称圆薄板大挠度微分方程的数值分析方法

根据轴对称问题的特点,利用级数展开和求极限法则,证明了轴对称大挠度圆薄板在圆心处应满足的边界条件,并以圆薄板轴对称大挠度弯曲变形微分方程为基础,建立了圆心处非奇异的轴对称大挠度圆板弯曲微分方程,从而可以方便地利用现有的常微分方程数值求解方法(如变步长龙格-库塔法)对实心圆板的轴对称问题进行数值求解,又不必像摄动法那样推导复杂的公式。在数值求解轴对称圆板大挠度弯曲变形微分方程时,将非线性微分方程的求解主要归结为迭代求解圆心处三个未知边界条件的问题,即圆心处的径向膜力、圆心处的挠度、圆心处挠度的二阶导数,并提出了相应的求解方法。实例中,对于圆薄板受均布横向荷载的问题,分析了周边固支边界条件下的非线性弯曲问题,给出了中心挠度参数大范围变化时的荷载和部分边界值变化曲线,并与经典摄动解进行了对比。对比结果可见,本文方法和摄动法的解非常接近,在量纲归一化中心挠度不超过4.0时,两种方法解的相对误差均小于5.0%。另外,本文还分析了与挠度有关的液体压力作用下和集中荷载作用下周边固支圆板的非线性弯曲问题。通过算例可见:本文方法可以灵活处理不同的荷载问题;对于不同的问题,计算过程相似,不必推导复杂的计算公式,计算精度容易控制。     

弹性地基上圆板在轴对称载荷作用下的迭代解

提出了弹性地基上圆板承受轴对称载荷作用弯曲问题的一种新的解法－迭代法。文中导出了迭代过程的一般公式，并给出了关于收敛性的一般说明。未方法简单可靠，能收敛于精确解，可直接计算弹性地基圆板在轴对称载荷作用下的弯曲问题。文后给出算例，只二次迭代即得到了满意的结果。     

用“膜力因子法”分析简支刚塑性圆板的大挠度动力响应

在板的变形过程中,当其挠度与厚度同量级时,膜力的作用与弯矩的作用同样重要;当其挠度超过厚度甚至接近板的面内尺寸的量级时,相对于弯矩的作用,膜力的作用是更主要的。本文发展了一种基于能量平衡的简便的“膜力因子法”,有效地解决了当板的挠度达到厚度量级时弯矩和膜力联合作用问题;用这种方法并结合塑性膜阶段的分析成功地求解了简支刚塑性圆板在冲击载荷作用下的大挠度塑性响应问题。所得结果与Florence实验结果符合良好,比已有理论近似结果有所改进。     

中厚夹层圆柱扁壳的屈曲分析

基于一阶剪切变形中厚圆柱壳理论,考虑夹心层的面内刚度,根据中厚夹层圆柱扁壳的几何方程、本构关系、平衡方程,建立了中厚夹层圆柱扁壳小挠度屈曲的微分方程;应用广义傅里叶级数解法,得到了四边简支条件下中厚夹层圆柱扁壳屈曲的临界荷载表达式。该表达式可以退化为硬夹心夹层板的表达式,表明本文推导过程的正确性。本文还讨论了夹心层的弹性模量和泊松比以及中厚夹心圆柱扁壳的长宽比和厚度对扁壳屈曲荷载的影响。结果表明:临界荷载与夹心层的弹性模量和泊松比成正比,与扁壳的长宽比和厚度成反比。     

弹性非线性屈曲中的逐级摄动解法

摄动法曾用于解决圆板大挠度、扁球块壳等问题的分析计算.众所周知,当非线性程度加大后,原有的摄动法常导致结果的发散或摆动,因为摄动法是属于半收敛性的.为此,     

弹性非线性屈曲中的逐级摄动解法

摄动法曾用于解决圆板大挠度、扁球块壳等问题的分析计算.众所周知,当非线性程度加大后,原有的摄动法常导致结果的发散或摆动,因为摄动法是属于半收敛性的.为此, ...     

用能量法研究双模量大挠度圆板的轴对称弯曲

双模量圆板在外载荷作用下发生轴对称弯曲变形时,会形成各向同性的拉伸区和压缩区.此种情况下,可把双模量圆板看成两种各向同性材料组成的层合板,采用弹性理论建立了双模量圆板在外载荷作用下的静力平衡方程,利用静力平衡方程确定了双模量圆板的中性面位置.在此基础上,采用能量法研究了双模量大挠度圆板轴对称弯曲变形问题,将该方法计算结...     

热力联合作用下不同材料参数圆薄板的大挠度弯曲

采用由Berger方法和伽辽金方法导出的圆板大挠度弯曲的挠度解析解和ANSYS程序，对均布横向力和均匀温升作用下板中心挠度wc随温度升及横向力的变化规律进行了解析和有限元计算，讨论了板材弹性模量和热膨胀系数不同时，板中温度膜力NT和材料参数（弹性模量E，泊松比μ和热膨胀系数σ）的温度相关性对板大挠度弯曲变形的不同影响规律及温升与横向力联合对圆板大挠度弯曲的不同作用机制。     

弹性地基上圆底扁球壳的非线性动力问题

本文从Krmn非线性基本微分方程出发,提出了将修正迭代法和伽辽金法联合运用,分析了弹性地基上圆底扁球壳在均布荷载作用下周边固定边界条件的非线性动力响应问题,给出了中心振幅与时间t之间关系的二次近似解析表达式;同时还讨论了Winkler地基参数K对中心最大振幅的影响。此外将本文的部分结果和已有文献结果作了比较,二者吻合较好。     

利用球面波Talbot效应和衍射错位干涉法实时测定曲率

本文提出了一种用点光源的Talbot效应和衍射错位产生的干涉效应,直接、实时、全场性地测定各种材料制成的板、扁壳结构,在横向载荷作用下曲率分布的方法。文中介绍了此方法的基本原理和实验方法,并给出了圆板的实测结果。     

扁球壳轴对称屈曲问题的样条函数解法

本文用三次B样条函数和迭代法求解圆底扁球壳在逐次加载时挠度增量和内力增量所满足的变系数非线性微分方程,从而得出均布荷载作用下周边固定圆底扁球壳轴对称弯曲问题的解答。文中计算了λ≤46的各种λ值的极值屈曲荷载,所得结果在λ≤20时与Budiansky等所得结果一致。