含稳定缺陷的简支梁在均布强动载荷作用下的刚塑性响应

本文分析了中间截面含缺陷的轴向可移简支梁在均布阶跃、脉冲和冲击载荷作用下的刚塑性动力响应,给出了整个响应过程封闭形式的完全解,讨论了耗散能量分配与缺陷参数的关系.本文的结果对确定结构的动态失效准则是有重要参考价值的.     

考虑初始几何缺陷时复合材料层合浅拱的动态“跳跃”

考虑几何非线性但不计横向剪切效应，给出了复合材料合浅拱的动力方程，利用伽辽金法求出了均布阶跃载荷作用下，两端铰支、正交铺层的对称层合浅拱在计及初始几何缺陷情况下的动力响应，并由Ｂ－Ｒ准则分析了动力稳定性计算结果表明：初始缺陷对于结构参数γ较大的拱的临界动力载荷有很大的影响。     

用电子散斑干涉法进行结构内部微小缺陷检测的研究

本文应用电子散斑干涉法和相移技术对结构内部缺陷测试进行了试验研究,研究中采用气压加载,获得了相同气压载荷作用下不同试件的变形图,由此计算得到的结果表明,有缺陷的试件和无缺陷的试件在相同的气压载荷作用下变形不同,同时,相同载荷作用下,缺陷尺寸不同时,试件的变形不同.该试验证明了电子散斑干涉法在研究结构内部缺陷在气压载荷作用下的微小变形的有效性,进一步对缺陷影响的定量研究将为预知缺陷的尺寸及位置,结构的安全和检测提供帮助,同时将该方法应用进一步的推广和改进,将为结构无损检测提供依据.     

含腐蚀缺陷的管道静力性能试验测试研究

为研究腐蚀缺陷对管道承载力的影响,本文分别进行了含腐蚀缺陷管道在轴压载荷、弯曲载荷以及轴压和弯曲复合载荷作用下的静力失效过程测试。通过不同载荷作用下管道的荷载-位移曲线以及荷载-应变曲线来分析管道的失效模式和失效机理;通过有限元分析结果与试验测试结果验证其准确性。结果表明:腐蚀缺陷使管道在三种不同荷载作用下的极限承载力均有所下降;针对文中所研究的管道及其腐蚀缺陷,在轴压载荷作用下管道承载力下降了18.4%,在弯曲载荷作用下管道承载力下降了20.96%,在轴压和弯曲复合载荷作用下管道承载力下降了13.3%;管道中腐蚀缺陷位置的管壁厚度减小,该位置应变发展迅速,首先进入塑性屈服状态,最终导致该腐蚀位置发生弹塑性屈曲失效。     

求解含缺陷一维周期结构动力响应的高效算法

基于周期结构的动力特性和群理论,建立了一种高效求解含缺陷一维周期结构动力响应的数值方法。在求解结构动力响应时,高效求解结构对应的线性代数方程组最为关键。采用凝聚技术,可减小结构对应线性代数方程组的规模。基于周期结构动力系统中线性代数方程组的特性,通过一个小规模含缺陷结构和一维周期结构的响应分析,可得到含缺陷一维周期结构的动力响应。同理,一维周期结构的动力响应可通过一系列小规模结构的响应分析得到,且小规模结构的动力响应可基于群理论高效求解。数值算例表明,本文算法有较高的求解效率。     

多种三明治结构抗冲击作用下动态性能的比较研究

借助有限元软件ABAQUS,从数值模拟角度分析了单层不锈钢板、管状交叉三明治结构、方孔蜂窝三明治结构、波纹三明治结构作为油罐车封头在冲击载荷作用下的动态性能。在保证各结构面密度相同的情况下,考察了冲击载荷作用下四种结构的变形机理及能量吸收性能,其中各结构中心点最大位移量为重要参数。经过分析后发现,方孔蜂窝三明治结构具有最好的抗冲击性能,管状交叉三明治结构略差,但好于其他两种结构。此外,本文结合实际工程应用背景,进一步考察了结构制备缺陷对结构抗冲击性能影响。引入缺陷后,方孔蜂窝三明治结构的抗冲击性能下降,弱于管状交叉三明治结构,可见方孔蜂窝三明治结构对制备缺陷更为敏感。由此得出,在理想模型前提下,方孔蜂窝三明治结构在四种结构中具有最好的抗冲击性能;而在实际的工程应用中,管状交叉三明治结构因其对缺陷的不敏感性及优良的抗冲击性能成为最优的三明治结构构型选择。     

基于弧长法的受压球壳稳定性分析

对受压球壳进行特征值屈曲分析,得到了前6阶屈曲模态及线性屈曲临界载荷;采用弧长法进行非线性有限元分析,对理想球壳施加初始扰动,通过2次扰动值折半的方法求得引起结构屈曲的最小扰动值,追踪到了屈曲分支点和全过程载荷-位移路线。基于前6阶屈曲模态位移,在受压球壳中分别引入2.5mm和1mm两种缺陷值,分析缺陷对球壳屈曲特性的影响。结果表明:取壳厚的0.5%即0.05mm时,得最小扰动值,近似模型与完善结构极值载荷的差值为0.93%;球壳是缺陷敏感性结构,缺陷的幅值和分布都对其极限载荷有影响,缺陷幅值与厚度比为0.1时,缺陷球壳承载力相对理想结构下降了约11%,缺陷幅值与厚度比为0.25时,承载力相对下降了约30%,说明提高球壳稳定性需要提高球壳加工精度。     

三维椭球形缺陷启裂载荷随倾角和压缩度变化的规律

本文基于扩展有限元法模拟不同尺寸和倾角三维椭球形缺陷的启裂行为,随后引入压缩度描述缺陷扁平程度,最后讨论缺陷倾角和压缩度对其启裂载荷的影响。结果表明：当缺陷形状呈扁椭球形时,随倾角(缺陷倾向与力方向的夹角)增加,启裂载荷先减小后增加。当缺陷形状呈近球形时,启裂载荷随倾角增加变化轻微。当缺陷倾角为0°时,其启裂载荷随压缩度增加先减小后增加。当倾角为15°,30°,45°,60°和75°时,启裂载荷随压缩度增加而减小。     

板片空间结构初始缺陷的动力稳定性影响分析

对板片空间结构体系的研究大都局限于静力载荷工况,结构在动力载荷作用下的稳定性及失效特征研究仍相对缺乏．板片空间钢结构先天存在各样缺陷,而缺陷对结构稳定性的影响不可忽略．本文引入拉丁超立方法,结合Budiansky-Roth 准则,提出适用于求解含初始缺陷结构动力临界荷载的方法,对板片空间结构初始缺陷的动力稳定性开展研究．研究表明,相比于其它抽样方法,拉丁超立方法能显著减少样本数,有效提高计算效率．针对典型的板片空间结构,施加不同方向的阶跃荷载,分析了节点位置偏差缺陷、杆件截面尺寸缺陷以及板片厚度缺陷对板片空间结构临界承载力的影响．结果显示,节点位置偏差缺陷对该结构临界承载力影响最为显著,其它两类缺陷影响甚微．     

含轴对称初始缺陷的具有正交各向异性表层的夹层圆柱壳的非线性屈曲

夹层圆柱壳具有很高的结构效能。在许多工程结构中被广泛采用。本文研究分析了含有轴对称初始缺陷的夹层圆柱壳在轴压下的非线性屈曲问题。该夹层壳具有正交各向异性表层和各向同性可承剪的夹心．利用Stein的前屈曲一致理论得出了前屈曲挠度随轴向载荷及缺陷参数的变化情况，运用Galerkin法导出了屈曲控制方程，并进行了数值计算，得到了屈曲载荷、缺陷幅值、缺陷波数、夹心模量等参量之间的关系．结果表明与壳体实际屈曲模态相同的初始缺陷具有很大的危害性，可以通过增加壳体表层的轴向弹性模量或优化夹心的有关参数等途径来提高屈曲载荷，改善壳体屈曲性能。     

Flexural model for a notched beam: Direct and inverse problems

Matching conditions simulating a transverse notch in a beam are proposed. These conditions are used to determine the location and size of the notch. The notch is identified from beam deflections at several points in the static case and from the first eigenfrequencies of the beam in the dynamic case. Dependences of the first eigenfrequencies on the characteristic parameters of the problem are obtained. The effect of the relative error of frequency measurements on the relative error of calculation of the notch parameters is studied. It is shown that the use of the first eigenfrequencies of flexural vibrations of the beam with respect to different axis provides a more accurate identification than the use of eigenfrequencies of flexural vibrations relative to one axis. Since local defects such as hollows, local corrosion, and an open crack can be simulated by a notch, the results can also be used to identify these defects.     

含缺陷的固支梁受冲击载荷作用的实验研究

本文报导了含缺陷的固支梁受圆柱形飞射物撞击的实验过程和实验结果,分析和讨论了输入能量、切口深度、质量比等参数对非完善梁塑性动力响应特性的影响。     

含切口悬臂梁的大变形塑性冲击动力响应

本文分析了含切口的悬臂梁受飞射物撞击的刚塑性动力响应的完全解,推导了考虑几何大变形效应的“双铰模式”的动力学方程,给出了计算方法和计算结果,最后讨论了耗散能的分配和切口对梁最终变形的影响。     

DYNAMIC RESPONSE OF A RIGID,PERFECTLY PLASTIC FREE-FREE BEAM STRUCK BY A PROJECTILE ATANY CROSS-SECTION ALONG ITS SPAN

I. INTRODUCTION The dynamic plastic response of free-free beams subjected to intense dynamic loading is a subject ofinterest for aerospace engineering applications. For example, when a rocket is attacked by a missile, itslarge plastic deformation behav…     

含裂纹梁刚塑性动态断裂的非线性线弹簧模型分析

用非线性线弹簧模型分析了带裂纹梁的刚塑性动态断裂问题.在塑性势理论基础上,建立了全塑性状态下的弹簧本构关系,并用此关系导出带裂纹梁刚塑性动态断裂分析的基本方程,计算了在冲击载荷作用下,裂纹梁的动态断裂响应.     

A Comment on the Low Speed Impact of a Clamped Beam by a Heavy Striker∗

ABSTRACT

An approximate theoretical analysis is presented for a rigid, perfectly plastic clamped beam struck transversely at the mid-span by a mass which produces Finite transverse displacements. An alternative quasi-static procedure is proposed for estimating the dynamic plastic response of a beam when struck by a heavy mass that travels at a low speed. The theoretical basis of this method is explained and the accuracy is examined by an error analysis. Finally, it is suggested that this quasi-static procedure could be used for estimating the dynamic plastic response of other structures that are struck by a heavy mass traveling at a low speed,     

环形含内钝缺口试件在斜加载作用下弹塑性场的分布特征

运用有限元数值计算方法,对含内缺口的环形试件在受到与缺口对称面成不同角度的载荷作用下,缺口前端附近的弹塑性场分布特征进行了研究,得到了缺口前端应力和应变场以及塑性区的变化情况,此外,选取缺口弧度不同的模型,探讨了缺口顶端钝化程度对弹生场的影响,为了对计算结果的可靠性进行评价,运用高精度云纹干涉实验力学方法进行了验证性试验,试验得到的位移,应变分布情况与计算结果基本吻合。文中得到的结果为钝口试件的材     

SEISMIC PERFORMANCE OF STEEL STRUCTURES WITH REDUCED BEAM SECTION CONNECTIONS

采用有限元方法对翼缘削弱型节点钢结构的抗震性能进行了研究,通过模态分析和动力时程分析,详细分析了框架的周期、结构动内力、动应力以及塑性变形区的发展规律等,并和普通节点框架的计算结果进行对比. 研究结果表明：在小震下,翼缘削弱型节点的抗震性能并不理想,但在大震下,表现出了良好的抗震性能,塑性变形出现在梁端削弱处,塑性应变增加,柱底剪力和顶层位移均比普通节点框架的小,建议在强震区推广使用翼缘削弱型节点.     

Dynamic response of elastic-plastic ideal sandwich beams

The dynamic response of elastic-plastic ideal sandwich beams is investigated. The plastic deformation is interpreted as a kind of general loads in the elastic beams, while the moving interfaces between elastic and plastic regions are treated as external restraint conditions. Particularly, the dynamic response of a cantilever beam is investigated using the classical method by means of the superposition of the vibration modes of elastic beams. The numerical results show that, compared with the rigid plastic solutions, the dynamic behavior of elastoplastic beam exhibits complex response modes. In some cases, elastic deformation has very important effects on the response mode of the beam, so it should not be ignored.     

Dynamic response of a rigid plastic simply supported imperfect beam subjected to a uniform intense dynamic loading

This paper proposes a theoretical analysis for the dynamic response of a rigid perfectly plastic simply supported beam with an imperfection in the midspan cross-section under uniform step, pulse, and impulsive loading when support is assumed to be free to move inward. The complete solutions for an entire dynamic response process are given and the relationship between the distribution of energy dissipated at plastic hinges and the parameter of imperfection is also discussed.