用轴对称壳单元分析压力容器的弹塑性变形

本文根据 Prandtl-Reuss 塑性流动理论及等向强化 von-Mises 准则[1],采用曲面轴对称壳单元[2]分析了球壳接管和椭球封头在均匀内压下的弹塑性变形,计算结果与实验数据基本符合。     

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.     

集中载荷作用下弹性球壳大范围非线性问题

采用有限元法中的伪弧长法研究了集中载荷作用下弹性球壳轴对称大范围非线性问题，变形的范围从初始状态到壳体完全翻转．文中作了计算结果与实验结果的比较     

平面应力弹塑性复合型断裂研究

本文对受拉伸载荷的含有不同倾角中心裂纹的铝合金薄板,用直接记录激光散斑法和云纹法测量了裂纹周围的变形场,并测得裂纹稳态扩展过程中载荷与裂纹扩展量的对应关系。同时采用弹塑性大变形的有限元方法进行了数值分析,得到裂纹周围的应力应变分布,计算结果与实验测量值符合良好,并进行了讨论。     

扁球壳在对称线布荷载作用下的稳定性问题

本文用三次B样条函数和逐步迭代方法求解扁球壳在对称线布荷载作用下的非线性稳定性问题,并引入截断单项式x_+~m克服了由于剪力突变所引起的求解困难。对于α=0.8831周边简支圆底扁球壳的计算结果表明:当K<25时所求得的临界荷载与前人结果一致,当K>25直到400本文所用方法仍然给出收敛良好的解答。文中还讨论了荷载作用半径趋于零时的极限情况,并与其他作者在集中荷载作用下的计算结果和实验结果进行了比较。     

拉压性能不同材料厚壁圆筒与厚壁球壳的极限压力

本文就拉压屈服极限不同的理想弹塑性材料厚壁圆筒及厚壁球壳在内压力作用下进行了应力分析，得到了依赖于压拉比的弹性极限载荷与塑性极限载荷。由分析结果可见，拉压性能不同材料的弹性极限载荷与塑性极限载荷均有所提高，并且随着壁厚的增加提高量也有显著增加。     

拉压性能不同材料厚壁圆筒与厚壁球壳的极限压力

本文就拉压屈服极限不同的理想弹塑性材料厚壁圆筒及厚壁球壳在内压力作用下进行了应力分析，得到了依赖于压拉比的弹性极限载荷与塑性极限载荷．由分析结果可见，拉压性能不同材料的弹性极限载荷与塑性极限载荷均有所提高，并且随着壁厚的增加提高量也有显著增加．     

球形扁壳在冲击载荷作用下的超临界变形

本文利用Pogorelov提出的薄亮稳定性几何学理论,研究了球形扁壳在冲击作用下的超临界变形行为。这种方法是建立在实验观察中,壳结构的大变形是以近似于一种等距变换的方式产生的。首先,给出了壳体变形能的近似表达式,在此基础上,考虑了两种不同的在扁球壳顶部的冲击方式,利用能量原理,得到了描述运动的控制方程。从而给出扁球壳中心最大凹陷半径随冲击载荷变化的近似表达式,并将此结果与实验进行了比较,二者吻合的还是比较好的。     

球形扁壳在冲击载荷作用下的超临界变形

本文利用Pogorelov提出的薄亮稳定性几何学理论,研究了球形扁壳在冲击作用下的超临界变形行为。这种方法是建立在实验观察中,壳结构的大变形是以近似于一种等距变换的方式产生的。首先,给出了壳体变形能的近似表达式,在此基础上,考虑了两种不同的在扁球壳顶部的冲击方式,利用能量原理,得到了描述运动的控制方程。从而给出扁球壳中心最大凹陷半径随冲击载荷变化的近似表达式,并将此结果与实验进行了比较,二者吻合的还是比较好的。     

超静定梁弹塑性加载过程分析的教学内容构建

"超静定梁的塑性极限分析" 作为塑性力学教材中的一节内容,阐述了如何用"机动法" 和"静力法" 求最终的塑性极限破坏载荷,却没有分析超静定梁的弹塑性加载变形过程. 通过把结构力学中计算弹性位移的单位载荷法扩展应用到超静定梁的弹塑性加载过程,以均布载荷作用下两端固支超静定梁的弹塑性加载和变形全过程分析为例,构建了超静定梁弹塑性加载过程分析的教学内容,给出了两端固支超静定梁在均布载荷加载过程中弯矩内力和挠度随外载荷而变化的解析公式. 主要目的是引导学生掌握超静定梁复杂的非线性弹塑性加载变形全过程的分析方法,可供塑性力学教材改编时参考引用.     

环壳屈曲的渐近解

本文提出分析圆环壳屈曲的一种渐近解析方法,由Sanders非线性平衡方程和壳中面变形协调方程推导出静水外压下环壳的稳定方程,求出了方程的渐近解,理论计算的临界压力值与Fishlowitz的实验结果符合良好,并研究了屈曲前非线性变形对临界载荷的影响。     

轴对称载荷作用下旋转壳的近似屈服条件

文献[1—3]已给出了轴对称旋转壳以四个广义内力n_1,n_2,m_1,m_2表达的精确屈服条件.本文对服从最大切应力准则的壳,给出了以膜力强度和力矩强度表达的静力屈服面n~2+m=1和机动屈服面2(n-1/2)~2十m=1,机动屈服面不超过静力屈服面的1.31倍.本文还应用这两个屈服面计算了受均布法向载荷作用下的简支和固定边球壳的极限载荷,改进了文献[4]给出的上下界.从给果中发现了球壳的极限载荷基本上只与一个壳体参数有关.最后还给出了周边简支可移的扁球壳极限载荷的上下界.     

考虑横向剪切变形和旋转惯性的层合正交异性球壳的动态响应

本文建立了计及横向剪切变形的旋转惯性的复合材料轴对称层合圆柱正交异性球壳的运动方程。在此基础上，用有限差分法计算了球壳在轴对称动力载荷下的动态响应，并讨论了材料参数、结构参数和横向剪切变形的影响。     

平面应力的弹塑性断裂模型及其有限元分析

本文根据文献对薄钢板试样的实验分析,提出一个平面应力的弹塑性断裂模型——带状颈缩区模型.将Dugdale模型推广到弹塑性变形场情形.用弹塑性全量理论和增量理论的有限元法,分别计算了具有中心裂纹的薄宽板受均匀拉仲情形的裂纹张开位移、应力应变场.结果表明Burdekin设计曲线在一定条件下才是安全的,本文计算的裂纹张开位移与一些实验测量结果符合良好.     

双层叠合式扁壳的工程计算方法

本文用双三角级数法与力法混合的方法计算具有矩形底面的扁壳叠合式结构的变形和内力,并编写了相应的计算机程序。壳域内受均布法向载荷作用,边界条件为横向可动固支。计算了生产中实际应用的结构,讨论了级数的收敛问题。数值计算表明本文提供的计算公式是有效的。文中还给出了个别结构的试验结果与计算结果的对比。     

阶跃载荷作用下弹塑性悬臂梁的变形机制与能量耗散

基于大挠度动力控制方程,应用有限差分离散求解,研究了阶跃载荷作用下弹塑性悬臂梁的动力行为。通过对动力响应早期内力、变形以及能量分布规律的分析,考察了悬臂梁的弹塑性响应模式和变形机制,并与已有的刚塑性分析进行了系统的比较。数值计算表明,阶跃载荷的不同幅值使得梁的响应模式存在较大差异,弹塑性分析肯定了刚塑性理论在处理中载情形的准确性,同时也指出了其在处理低载和高载情形时的缺陷。通过与小变形理论计算结果的比较,指出了考虑大变形效应的必要性,为今后的大变形刚塑性动力分析提出了建议。     

以薄膜理论为基础的锥壳极限分析

本文研究了锥壳在受均布内压作用时极限分析的一个途径.以薄膜理论的极限载荷为基础,考虑了锥壳的实际支承条件而进行了弯曲效应的修正.同时,利用薄壳的特征值作为小参数,得到了非常简单的理论近似公式 其中σ_T为材料屈服极限,h为壳厚,α为底周半径,r为半锥角;α=1.45或1.65,分别相当于底周支承情况为不可移简支或为嵌固的情况.同实验资料进行比较,理论结果同实验数据符合情况良好.     

组合加肋旋转壳的强度和稳定性有限元分析

本文对轴对称加肋旋转壳及其组合壳体(锥-锥,锥-柱,球-柱壳等)在轴对称静载荷作用下的线弹性强度和稳定性计算,采用性能良好的轴对称拟协调单元推导了有限元的计算列式,并将计算结果与静水压力下的锥-柱-锥结合壳,加肋锥-柱结合壳的其它计算结果和实验结果进行比较。     

薄壳弹塑性理论的近似计算

本文应用能量法对线性硬化材料的薄壳进行了弹塑性变形分析.用弹性能迭加一个折减的塑性能的方法来计算应变能(式(1.6)),并将问题化为一个弹性问题迭加一个理想塑性问题.文中计算了长圆柱壳中央受环状集中力的问题,计算给果与的给果符合良好.利用本方法能够获得描述塑性变形情况的相当简单的计算公式,这使计算工作量减少很多,力学概念也此较容易理解,因此易于扩大应用范围.     

生长对超弹性球壳变形和稳定性的影响

应用连续介质力学有限变形理论建立受内压作用不可压超弹性球壳大变形问题的力学模型, 且运用基于变形梯度张量极分解的弹性体积生长理论分析生长对不可压超弹性球壳变形和稳定性的影响. 通过对球壳变形与内压关系式的数值计算得到不同生长条件下球壳的变形曲线和应力分布曲线及由生长引起的残余变形和残余应力分布. 计算结果表明生长对球壳变形特性有明显的影响, 生长影响球壳可产生不稳定变形的临界壁厚和临界内压, 且在某些情况下可改变球壳的稳定性. 生长在球壳中可产生一定的残余变形和残余应力, 对球壳中的应力分布有一定的影响. 另外当生长的程度足够大时, 即便没有外力作用,球壳仅在生长引起的残余应力作用下也可产生不稳定变形.