严格求解夹层圆柱壳在轴压下的轴对称失稳问题

本文在文献[1]的基础上,用严格的方法求解两端简支的夹层圆柱壳在均匀轴压下的轴对称失稳问题.内、外表层很薄弹性模量又大,按薄壳理论处理;夹心较厚弹性模量又相当小,横向剪切变形的影响必须考虑,在研究夹层壳的整体失稳尤其是局部失稳时,横向的拉伸和压缩变形也不可忽略,用数学弹性力学的方法处理.本文导得了可求解轴对称整体失稳和局部失稳临界载荷的超越方程,用数值计算的方法可算得临界载荷的最小值.对于整体失稳的情况,给出算例,与夹层壳理论的解作了比较.     

多层复合材料圆柱壳的非线性失稳计算

本文用能量法和有限差分法分析了多层复合材料圆柱壳在轴压、静水压力及扭转等载荷作用下的非线性屈曲和后屈曲性能。本文考虑了柱壳的初始缺陷、几何非线性、材料的物理非线性(剪切模量非线性)等因素对于临界载荷的影响。同时还讨论了横向剪切效应。计算分析结果与一些实验结果比较一致。     

加肋圆柱壳在轴压作用下的屈曲和后屈曲

本文讨论完善和非完善的,纵向加肋和正交加肋圆柱壳在轴压作用下的屈曲和后屈曲性态.依据文[1]提供的圆柱薄壳屈曲的边界层理论及其分析方法,给出了加肋圆柱壳在轴压作用下的屈曲和后屈曲理论分析.本文同时讨论肋骨与壳板材料不同时对加肋圆柱壳屈曲和后屈曲性态的影响.     

轴压加筋圆柱壳Koiter-边界层奇异摄动法

将Koiter理论和奇异摄动理论中的边界层法相结合,处理加筋圆柱壳无因次化非线性边界层型Karman－Donnell方程由分支点和边界层导致的双重奇异性,提出轴压加筋圆柱壳Koiter-边界层奇异摄动法.对AS－2壳分析表明,本方法具有很好的计算效率和计算精度,与数值解相比更能揭示其内在的影响规律.     

厚壳理论及其在圆柱壳中的应用

本文从Hellinger-Reissner广义变分原理出发,以位移和应力的假设为基础,建立了厚壳理论.文中把壳体的位移展开为其厚度方向的幂级数,对平行和垂直于中面的位移分别保留其级数的前四项和前三项.并假定壳体的法向挤压和横向剪切应力沿壳厚为三次曲线,使其满足上下壳面上的应力条件,利用变分原理推导出分析厚壳所需的物理方程,平衡方程和边界条件.文中对圆柱壳的情况作了实例计算,并作了光弹性实验,结果表明理论和实验符合良好.     

环肋加劲圆柱壳在静水压力作用下的初始后屈曲分析

本文用Koiter理论分析环肋加劲圆柱壳在静水压力作用下的后屈曲性能.前屈曲状态采用与边界条件一致的非线性有矩方程,本征值问题的解用伽辽金方法求出,得到的临界载荷与经典线性解作了比较.具体计算了三种不同环肋参数的外肋加劲圆柱壳.结果表明,肋的强弱不仅显著影响临界载荷值,同时也改变了柱壳的缺陷敏感度.     

大挠度圆柱壳在温度场中的热弹耦合振动分析

对温度场与与应力场耦合时的圆柱壳的非线性热弹耦合的振动问题,推导得到了基本的振动方程,热传导方程和协调方程,对短圆柱壳运用伽辽金(Galerkin)法求解,得出振幅随时间变化的数值解,得到一些有价值的结论．即随着温度幅值和耦合系数的增大,振动衰减的速度变缓,热弹耦合效应减弱．随着长径比、长厚比的增大,振幅衰减的速度变快,同时热振动频率也随之增大,即热弹耦合效应增强．耦合系数越大,轴向应力、轴向力以及轴向弯矩越小．     

闭合圆柱壳在冲击荷载下的动力计算

本文讨论闭合圆柱形壳体在冲击荷载作用下的动力计算.文中分析冲击过程各阶段的动量及能量的变化,并计入冲击物和被冲击的闭合圆柱壳系统质量的影响;用相当质量法将整个圆柱形壳体的分布质量转化为只有一个集中的“相当质量”,从而导出闭合圆柱形壳体在冲击力作用下的动力因数.本文的特点是具有实用价值,计算比较简便.     

受轴向压缩圆柱壳塑性屈曲的内时分析

采用内时塑性本构方程的增量和全量表达式分析了受轴向压缩圆柱壳的塑性屈曲，得到了塑性屈曲临界应力与圆柱壳特征尺寸间的关系。对ＡＭＦ和铝合金圆柱壳塑性屈曲进行了分析，与实验结果的比较表明：除对于ＡＭＦ圆柱壳由内时塑性本构方程的全量表达式给出了较经典塑性理论全量分析略为保守的结果外，在其它杨合下，内时分析均给出了较经典塑性理论更符合实验数据的结果。     

圆柱壳在径向冲击载荷作用下的弹性脉冲屈曲

当圆柱壳承受径向脉冲载荷时，如果其径厚比大于一特定值，圆柱壳将产生弹性动力屈曲．本文根据有关实验结果，假定变形模态，采用Ｌａｇｒａｎｇｅ方法分析了有限长薄圆柱壳（ａ／ｈ＝４８０）在余弦冲击载荷作用下的弹性脉冲动力屈曲．导出了动力屈曲方程组，借助数值方法求解方程，并与有关计算结果进行了比较．     

非完善加筋圆柱壳在外压和热荷载共同作用下的后屈曲

基于壳体屈曲的边界层理论,本文给出有限长加筋圆柱壳在侧向外压和均布热荷载共同作用下的后屈曲分析。分析中同时考虑壳体非线性前屈曲变形,大挠度和初始几何缺陷的影响。肋条的处理采用“平均刚度”法。采用奇异摄动方法导得壳体屈曲载荷关系曲线和后屈曲平衡路径,并给出完善和非完善,纵向加筋或环向加筋圆柱壳数值算例。     

Stability of Orthotropic Corrugated Cylindrical Shells under Axial Compression

The problem of stability of orthotropic noncircular cylindrical shells whose cross section can be described by a function in the form of superposition of a constant and a multiperiodic cosinusoid is considered. The solution of this problem is based on a rigorous consideration of the shell geometry and on the representation of the resolving functions in terms of trigonometric series in the circumferential coordinate. The determination of the bifurcation load is reduced to finding the minimum eigenvalue of a sequence of infinite systems of homogeneous algebraic equations. The effect of corrugation on the critical load of thin glass- and boron-reinforced shells of arbitrary length is analyzed. The data on the efficiency of corrugated shells, in comparison with circular ones, in relation to the mechanical properties of materials are obtained. The accuracy of the calculation procedure is estimated in the case where the corrugated shell is simulated by an equivalent circular one.     

非均匀双向加肋圆柱壳非线性轴对称变形的精确解析法

本文首次利用精确解析法分析了环向和纵向加肋非均匀圆柱壳在任意载荷和边界条件下非线性轴对称变形问题.导出了一致收敛于精确解的位移和内力解析表达式,文中给出收敛性问题.问题最后归结为求解二元一次代数方程组,计算既简便又迅速.文末给出四个数值算例表明,本文提出的方法,可以得到满意的结果.     

Buckling Instability of Sectional Noncircular Cylindrical Composite Shells under Axial Compression

The problem of buckling instability of cylindrical shells under axial compression is considered. The shells consist of cylindrical sections of smaller radius. The geometrical parameters of the shells are approximated by Fourier series on a discrete point set. A Timoshenko-type shell theory is used. The solution is obtained in the form of trigonometric series. It is shown that shells consisting of cylindrical sections have considerable advantages over circular ones. At a constant shell weight, the choice of suitable parameters of shell sections leads to a significant increase in the critical load. The composite shells considered possess higher efficiency indices in comparison with isotropic ones.     

湿热环境中复合材料层合圆柱薄壳的屈曲和后屈曲

在宏-细观力学模型框架下,讨论湿热环境对复合材料层合圆柱薄壳在轴向压缩作用下屈曲和后屈曲行为的影响.基于细观力学模型复合材料性能与湿度和温度变化有关.壳体控制方程基于经典层合壳理论,并包括湿热效应.壳体屈曲的边界层理论被推广用于湿热环境的情况,相应的奇异摄动法用于确定层合圆柱薄壳的屈曲荷载和后屈曲平衡路径.分析中同时计及壳体非线性前屈曲变形和初始几何缺陷的影响.数值算例给出完善和非完善正交铺设层合圆柱薄壳在不同湿热环境中的后屈曲行为.讨论了温度和湿度,纤维体积比率,壳体几何参数,铺层数,铺层方式和初始几何缺陷等各种参数变化的影响.     

湿热环境中复合材料层合圆柱薄壳屈曲和后屈曲

在宏-细观力学模型框架下,讨论湿热环境对复合材料层合圆柱薄壳在轴向压缩作用下屈曲和后屈曲行为的影响。基于细观力学模型复合材料性能与湿度和温度变化有关。壳体控制方程基于经典层合壳理论,并包括湿热效应。壳体屈曲的边界层理论被推广用于湿热环境的情况,相应的奇异摄动法用于确定层合圆柱薄壳的屈曲荷载和后屈曲平衡路径。分析中同时计及壳体非线性前屈曲变形和初始几何缺陷的影响。数值算例给出完善和非完善正交铺设层合圆柱薄壳在不同湿热环境中的后屈曲行为。讨论了温度和湿度,纤维体积比率,壳体几何参数,铺层数,铺层方式和初始几何缺陷等各种参数变化的影响。     

环向和纵向加肋非均匀大变形圆柱壳的自由振动*

环向和纵向加肋非均匀圆柱壳在航空,宇航等工业广泛运用,本文使用阶梯折算法得到了环向和纵向加肋非均匀大变形圆柱壳在任意边界条件下自由振动的一般解.问题最后归结为求解一个超越代数方程,这个方程可以用一个具体的解析表达式表示出来.文中还给出了收敛性证明和算例.算例表明,利用本文的方法,可得到满意的结果.     

简支矩形复合材料薄板压缩屈曲后的极限强度

本文通过283块简支矩形玻璃钢薄板的压缩屈曲后极限强度的试验,证明了复合材料薄板在屈曲失稳后仍能继续承载,以玻璃钢为例,可以超过临界载荷的十几倍。文中对薄板的极限强度进行了大挠度和小挠度理论分析,结合复合材料的能量强度理论,最后得出有关极限强度计算公式的C参数曲线,对于45°方向的薄板与试验结果较符合,对于经纬向薄板当β<0.11时比试验结果略大。文中给出的C参数可供产品设计时参考。