U型波纹管及相关结构环向屈曲的有限元分析(Ⅲ)--波纹管平面失稳的机理

波纹管无论是在内压还是在外压作用下都会发生环向屈曲或平面失稳,问题很复杂至今未得到妥善解决。本文首先指出了现行的有关“塑性铰”概念的某些不足之处,然后按文[8]的有限元法(考虑了屈曲前的弯曲和屈曲时载荷的转动并按线性化特征值问题处理)对波纹管的环向屈曲进行了计算,并与前人的有关实验进行了对比分析,在此基础上解释了波纹管平面失稳的原因和发展过程。     

U型波纹管及相关结构环向屈曲的有限元分析(Ⅱ）--半圆环壳的屈曲

环壳不仅是U型波纹管的一个组成部分，更是一类重要的结构，在航天、核能和海洋工程中有重要的应用，其屈曲是人们关注的问题之一，其中对半圆环壳的分析还较为少见。本文采用文[7]的有限元法（考虑了屈曲前的弯曲和屈曲时载荷的转动并按线性化特征值问题处理）计算了正Gauss曲率半圆环壳在均匀外压作用下的屈曲，将所得结果与已知的近似解进行了对比、并讨论了其中的差异。本文除了给出临界载荷和子午线的屈曲模态外，还给出了前屈曲弯曲应力分布，以便仔细了解屈曲问题。     

基于位移型控制方程的圆板热后屈曲分析

本文推导了圆板位移型热后屈曲方程，在设定挠度试数后，由微分方程精确求出径向位移，然后用Ｇａｌｅｒｋｉｎ法消去另一方程的残差，试函数由Ｌｅｇｅｎｄｒｅ多项式构成，结果表明：本文方法是有效的，有关结果可供设计圆板时参考。     

板壳弹塑性屈曲的有限元分析

1 拟协调双曲壳单元为解决板壳有限元分析的C~1连续性问题,本文给出三角形拟协调双曲扁壳单元的刚度矩阵.拟协调单元是基于域内假设应变场和边界拟协调位移场,应用最小势能原理所构     

U型波纹管大挠度变形的积分方程描述及其迭代算法

采用格林函数法,导出了U型波纹管圆环壳部分和截头扁锥壳部分的非线性的积分方程,其中的四个未知参数由圆环壳和截头扁锥壳的连接条件确定,联合应用梯度法和积分方程迭代法建立了U型波纹管大挠度分析的迭代算法,开发了相应的程序系统,数值结果表明,本文方法具有较高的精度,压缩角对峰值应力和刚度影响十分显著,应用作为波纹管设计的重要参数。     

基于位移型控制方程的圆板热后屈曲分析

本文推导了圆板位移型热后屈曲方程，在设定挠度试函数后，由微分方程精确求出径向位移，然后用Galerkin法消去另一方程的残差，试函数由Legendre多项式构成，结果表明：本文方法是有效的，有关结果可供设计圆板时参考。     

有限厚双边U型切口板的三维弹塑性有限元分析

针对单向拉伸载荷作用下的有限厚双边 U型切口板 ,本文对其切口根部的三维效应进行了详细的三维弹塑性大变形有限元分析 ,得到了不同于平面切口问题的新结果 :( 1 )在线弹性阶段 ,三维切口根部的应力集中因子 Kt高于二维情形 ,且 Kt在板厚 ( B)约为 8倍切口根部半径 (ρ)时达到峰值 ;进入塑性后 ,切口根部的 Kt随载荷水平的增加逐渐下降 ,并介于平面应力和平面应变情形之间 ;( 2 )切口前缘等效应变εe的最大值出现在约束最高的中面 ,且可比约束最低的自由表面处的应变值高一倍 ;( 3)薄板中 ,塑性区尺寸 xp 的最大值不是出现在约束较低的自由表面 ,而是出现在约束较高的中面 ,但随 B/ρ的增大逐渐向自由表面外推 ;( 4 )面内应力比 Tx在切口根部塑性区内的分布对板厚和载荷水平不敏感 ,可以用 Hill的滑移线解很好地近似。另外 ,对三维影响区内一些重要的三维约束参量进行了详细分析 ,总结了它们的三维分布规律。