薄环板与扁薄锥壳组合结构在横向载荷和温度载荷作用下的大变形问题

研究了在横向均布载荷和温度载荷作用下的一类薄环板与扁薄锥壳组合结构的大变形问题．利用打靶法对周边固定和周边简支的问题进行了数值求解，在不同的锥底和环板半径比例、不同的扁壳锥度下，分析和讨论了载荷与中心无量纲挠度之间复杂的非线性关系．这种关系反映了一类组合构件在力学性质上与其组成元件显著不同的特点．     

薄环板与扁薄锥壳组合结构在横向载荷作用下的非线性振动

从弹性壳体的无量纲控制方程出发，研究了一类薄环板与扁薄锥壳组合结构在横向均布载荷和温度载荷作用下的大挠度非线性振动问题．采用打靶法对周边固定的问题进行了数值求解，分析和讨论了组合结构的固有频率与外载荷、锥底和环板半径比例、扁壳锥度的非线性关系以及结构刚度的变化．     

轴向脉冲载荷冲击下弹性圆柱壳动态屈曲中的竹节现象

本文针对弹性圆柱壳在轴向脉冲载荷冲击下动态局部屈曲问题,提出一种新的方法,即哈密顿体系方法.通过构造哈密顿体系,在辛空间中将临界载荷和动态屈曲模态归结为辛本征值和本征解问题.发现圆柱壳屈曲的临界载荷被分为两类,其分别对应圆柱壳压缩屈曲和弯曲屈曲.辛本征解反映了局部的压缩屈曲模态和横向的弯曲屈曲模态.在物理上表现出壳体的压缩型竹节屈曲现象和弯曲型竹节屈曲现象.同时数值结果揭示了临界载荷和屈曲模态的规律及影响因素.     

双轴载荷作用下柱壳的塑性屈曲

采用各向异性刚线性硬化模型研究了柱壳的塑性屈曲问题，当把本构方程的起算点设置在线硬化的起始位置时，本构方程具有线性形式，基此建立了柱壳屈曲的基本方程，并用它求解了四边简支柱壳在双轴载荷作用下的屈曲问题，在弱各项异性情况下获得了最小屈曲载荷的解析表达式．     

加权残值法解双剪屈服准则下的轴对称球扁壳的极限载荷

本文导出轴对称球扁壳在双剪屈服准则下的极限条件，并用加权残值法计算其极限载荷。     

横向加劲腹板在局部载荷作用下的稳定性分析

采用 Ritz 法分析局部载荷作用下横向加劲腹板的屈曲强度,板内应力采用有限条法计算,给出了加劲肋的临界刚度比及板的最大屈曲系数的计算图表.分析结果表明,当载荷相对尺寸小于0.5.板长宽比小于1.38时,横向加劲腹板比纵向加劲腹板具有较高的临界载荷.     

流-固冲击载荷作用下圆柱薄壳的动力屈曲研究

研究流-固冲击载荷作用下的圆柱薄壳动力屈曲问题。运动方程采用Karman-Donnell运动方程,本构关系采用增量理论,借助增量数值计算方法对Karman-Donnell运动方程进行求解。结果表明：均匀径向外压对圆柱壳的轴向冲击过程和冲击性态有较大的影响。讨论了径向压力与轴向冲击载荷的幅值对结构临界动力屈曲载荷和临界动力失效载荷的影响。     

单壳体潜艇壳体结构损伤后的屈曲分析

针对单壳体潜艇遭受碰撞、搁浅、战时的武器命中和爆炸冲击,耐压壳体出现塑性变形但没有被击穿的损伤情况下的结构稳定性问题,利用几何缺陷薄壁圆柱壳的卡门-唐纳尔非线性应变位移关系式和变分法推导了具有初挠度的耐压壳的平衡方程和相容方程,给出了耐压壳的应力函数表达式.在只考虑几何非线性的情况下,利用里兹法得到了静水压力作用下的不同损伤程度艇体结构的载荷挠度幅值曲线和临界载荷.结果表明,与完美耐压壳体不一样,具有初挠度的耐压壳屈曲是极值点屈曲,载荷随挠度幅值增加到局部极大值后,随着挠度幅值的增大反而减小.随着损伤程度加深,即初挠度幅值的增大,耐压壳的临界压力减小,表明耐压壳的承载能力下降;同时随着损伤程度加深,极值点变得越来越不明显,极值点屈曲问题渐渐转变为强度问题.     

考虑横向剪切变形扁球壳孔边附近的应力集中

采用考虑横向剪切变形的十阶扁壳方程,分析了受法向均布载荷的扁球壳圆孔附近的应力集中,给出了孔边接有软接管、刚性接管两种边界条件的解,并将结果与不计剪切变形的经典理论的结果进行比较,结果说明,本文的结果更适于中厚壳。     

加权残值法解双剪屈服准则下的轴对称球扁壳的极限载荷

本文导出轴对称球扁壳在双剪屈服准则下的极限条件，并用加权残值法计算其极限载荷。     

热结构在随机压力载荷作用下跳变响应计算与分析

先进的航空航天器结构暴露在严酷的工作载荷环境中,包括复杂的机械力载荷、压力载荷、声载荷和热载荷,这些载荷会导致结构以非线性方式响应.研究了随机压力载荷作用下高温薄壁结构动态响应计算方法,并构建了计算模型.首先讨论了温度对结构刚度的影响,分析表明屈曲前结构刚度随温度升高而降低,屈曲后结构刚度随温度升高而升高.在此基础上着...     

多层不等厚组合圆柱壳屈曲数值模拟分析

针对大型立式组合圆柱壳结构的几何特征,采用数值模拟方法分析了多层不等厚特征因素对圆柱壳屈曲临界载荷的影响.提出多层不等厚可看成是圆柱壳壳壁上的几何缺陷,在一定程度上会减弱经典圆柱壳的屈曲临界应力水平.建立数个多层不等厚组合圆柱壳的屈曲分析有限元（FEA）模型,初步分析了不同载荷工况下多层组合圆柱壳的屈曲行为,得到相应的屈曲失稳临界载荷,验证了环向应力对组合圆柱壳屈曲的影响规律.结果表明,多层不等厚特征因素可明显降低经典圆柱壳的屈曲临界载荷,其中层数和相邻圆柱壳壁厚差值对屈曲临界载荷的影响最大.     

碳纤维增强聚合物基复合材料修补空心柱体结构的屈曲分析

采用有限元数值方法和解析方法研究了碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRP)加固含损伤空心柱体钢结构在压缩载荷作用下的屈曲问题。通过有限元数值仿真对受轴向压缩载荷的含损伤钢结构进行了纤维增强复合材料的模拟修复,采用八节点复合材料板壳单元模拟复合材料补片结构,考虑理想黏结,通过约束方程建立了CFRP加固含损伤空心柱体钢结构屈曲分析的有限元模型,计算了钢结构的屈曲临界载荷,并与基于能量原理推导的CFRP加固受轴向压缩载荷空心柱体屈曲载荷的理论公式做了比较。参数讨论表明,粘贴CFRP对提高受压结构载荷效果显著;通过改善CFRP层参数可提高结构的临界载荷,增强修补效果;有限元法结果与解析公式计算结果比较吻合。     

开孔复合材料扁球壳的非线性动态响应

复合材料层合壳体在航空、航天、工程结构中得到广泛应用.由于许多结构是在非线性状态下工作的,因此,研究复合材料层合壳体的非线性特性,大挠度变形,非线性屈曲,非线性振动有着十分重要的意义.研究了开孔复合材料层合扁球壳的非线性动态响应问题.建立了对称层合圆柱正交异性开孔扁球壳考虑横向剪切和阻尼的非线性振动微分方程,分析了横向剪切、阻尼、强迫荷载对幅频特性曲线的影响.     

扁锥壳在线而荷载作用下的非线性稳定分析

对轴对称线布荷载作用下圆底扁锥壳的非线性特性进行了分析，利用发方程法和修正迭代法，得到了各种常见边界条件下扁锥壳特征关系的二次近似表达式，讨论了几何参数ν、κ及边界条件对扁锥壳非线性稳定特性的影响。     

球顶扁锥壳在集中载荷下的非线性稳定性

用修正迭代法研究了中心部分为球面的扁锥壳在中心集中载荷作用下的非线性稳定问题,得到了二次近似解。     

碳纤维增强聚合物基复合材料修补空心柱体结构的屈曲分析

采用有限元数值方法和解析方法研究了碳纤维增强聚合物基复合材料(CFRP)加固含损伤空心柱体钢结构在压缩载荷作用下的屈曲问题。通过有限元数值仿真对受轴向压缩载荷的含损伤钢结构进行了纤维增强复合材料的模拟修复,采用八节点复合材料板壳单元模拟复合材料补片结构,考虑理想黏结,通过约束方程建立了CFRP加固含损伤空心柱体钢结构屈曲分析的有限元模型,计算了钢结构的屈曲临界载荷,并与基于能量原理推导的CFRP加固受轴向压缩载荷空心柱体屈曲载荷的理论公式做了比较。参数讨论表明,粘贴CFRP对提高受压结构载荷效果显著;通过改善CFRP层参数可提高结构的临界载荷,增强修补效果;有限元法结果与解析公式计算结果比较吻合。     

含口盖复合材料圆柱壳轴压屈曲性能分析

对完整复合材料圆柱壳进行了轴向压缩破坏试验,得到了圆柱壳的载荷-应变曲线和破坏载荷,试验结果表明:在轴压载荷作用下,圆柱壳的破坏形式为屈曲破坏。结合ANSYS有限元软件对复合材料圆柱壳进行屈曲分析,有限元计算结果与试验结果一致,验证了模型和计算方法的有效性。利用所建立的模型,对圆柱壳的铺层顺序进行改进设计,分析了铺层角度对开口圆柱壳屈曲载荷的影响。在开口处加装复合材料口盖进行补强,计算了不同口盖铺层方式下的柱壳屈曲强度。计算结果表明:优化复合材料叠层顺序可提升结构的屈曲载荷,开口后圆柱壳的轴向屈曲载荷大幅降低,加装口盖可使开口圆柱壳的轴向稳定性得到有效的增强。提出了一种提高含口盖的复合材料圆柱壳轴向屈曲强度的改进设计方法,为复合材料壳体的稳定性设计提供参考。     

开孔薄板过屈曲分析的边界元法

从开孔薄板大挠度问题的一般数学理论出发，建立了一组新型边界积分方程用以求解开孔薄板的临界载荷，过屈曲分析，并且从分支理论出发，对离散的边界积分方程进行了分析和求解，通过算例，计算了环形板在中面内受均匀推力，横向为简支，夹紧情况下的屈曲载荷以及过屈曲状态，与已知结果吻合良好，证明边界元法对开孔薄板后屈曲状态的分析是有效的，与区域型解法比较，具有处理的矩阵维数少，输入数据量少，计算时间短等优点。     

复合材料圆柱壳的能量吸收能力分析

根据壳体理论,分析了复合材料圆柱壳的轴向压缩刚度,采用迦辽金方法分别按Ｌｏｖｅ理论和Ｄｏｎｎｅｌ理论研究 轴向压缩屈曲载荷;通过对试验数据的处理,分析了稳态压缩过程中渐进压缩的平均压碎力与纤维缠绕角度,圆柱的横截面积之间的关系,研究表明,在静态载荷作用下,纤维缠绕角度对能量吸收能力有较大的影响,随缠绕角度增加,能量吸收能力提高,由以上分析,给出了复合材料圆柱壳在静态压缩载荷作用下的能量吸收能力预报