纵向稀加筋复合材料园柱层壳的稳定分析

本文引用位移函数,将文献[1]中园柱层壳的经典理论微分方程组转化成一个微分方程式,在此基础上、将W.Nowacki方法[3]推广到复合材料园柱层壳,得到了稀加筋园柱层壳临界载荷的解析解答 给出了算例、若略去筋条时,其数值计算能退化成与文献[1]中相应的数值结果完全一致.      

柱壳自由振动的渐近分析

本文应用奇异摄动原理,研究了闭合截面柱壳的自由振动问题。文中给出了闭合截面柱壳自振频率的一般计算渐近表达式。最后本文对椭园截面柱壳给出了具体的计算结果。     

加肋凹锥-环-柱结合壳结构参数分析

采用分区样条等参元法，分析了加肋凹锥-环-柱结合壳的应力和稳定性特点，研究了各项结构参数变化对结合壳应力和稳定性的影响，认为加肋凹锥-环-柱结合壳能有效降低锥柱结合部的纵向弯曲应力，但对于降低环向应力效果有限，建议在环壳段中部增加一档肋骨；半锥角的凹结合壳越大，嵌入环壳段的优势越明显；增大环壳与柱壳半径比可以有效降低环壳段中部的纵向弯曲应力．     

弹性薄壳的大变形分析

本文给出了弹性薄壳大变形时应变与位移之间的精确关系。经过合理的简化,给出了壳的挠度与厚度同级的大变形基本公式。当薄壳为柱形且作柱状弯曲时,精确地求得了壳的挠度与长度同级的大变形基本公式。这些公式符合实际和便于应用。用解析法求得了无限长园柱壳一边固定,另一边受力偶作用的精确解。用能量法求得了无限长条板的近似解。     

组合壳体在轴对称脉冲荷载作用下的动力响应

本文用解折法研究了组合壳体在轴对称脉冲荷载作用下的动力响应。该壳体由一个半球壳和一园柱壳连接而成,可在核工程中作为一种安全壳使用。在经典薄壳理论的基础上,通过直接求解基本微分方程’导出位移、内力表达式,并应用振型法计算动力响应。数值结果为工程设计提供了参考和校核的资料。     

复合材料层合锥柱结合壳的有限元强度分析

本文应用各向异性层合壳体理论的有限元位移法对层合锥柱结合壳进行了强度分析。给出了各向同性锥柱结合壳和复合材料层合维柱结合壳的数值结果。各向同性锥柱结合壳的数值结果和三维弹性理论的有限元法计算结果作了比较,两者符合得很好。复合材料层合锥柱结合壳的数值结果也和用轴对称曲壳单元程序的计算结果作了比较,两者也很一致。      

偏心柱壳自由振动的级数变换求解方法

由于制造误差或其他特殊方面需求,在实际工程中经常可以见到偏心柱壳。针对此类柱壳的自由振动,提出了一种新的求解方法。根据偏心柱壳截面的几何特性,将偏心圆柱薄壳转化为周向变厚度柱壳。基于Flügge薄壳理论推导出偏心柱壳的自由振动方程,采用波传播的思想将偏心柱壳位移以双Fourier级数形式展开,周向变厚度表示为周向角度坐标的函数,通过三角函数变换将变系数的偏微分方程组转换为周向模态相互耦合的有限阶线性方程组,通过对耦合方程进行求解得到偏心柱壳的固有频率及振型。通过与有限元结果对比验证了所提方法的准确性,同时分析了壳体主要参数对偏心柱壳对称及反对称模态的影响。     

基座阻抗均匀化对加筋柱壳水下辐射噪声的影响

以加筋柱壳及典型基座结构为对象,分析了基座阻抗均匀化对加筋柱壳水下辐射噪声的影响。基于有限元法通过改变基座结构特征参数,研究加筋柱壳水下辐射噪声特性及基座结构阻抗特性,利用数值计算法分析基座结构机械阻抗对加筋柱壳水下辐射噪声的影响规律,在此基础上,进一步研究基座阻抗均匀化对加筋柱壳水下辐射噪声的影响。研究表明,相比于机械阻抗对加筋柱壳水下辐射噪声的影响,基座阻抗均匀化对其影响较小,但随着基座阻抗均匀程度的提高,加筋柱壳水下辐射噪声在减小。     

分析小型水下圆柱壳结构冲击响应的一种近似方法

根据小型水下圆柱壳状结构受爆炸冲击后散射现象严重的特点，提出了一种新的冲击加速度的近似计算方法。首先把带加强筋的柱壳结构简化为光滑柱壳，并将冲击波分解为不同频率谐和平面波的迭加，然后，采用耦合模态法分析了受爆炸冲击水下圆柱壳状结构周围的散射场，求出了圆柱壳水下结构的表面接收压力，进而分析其受到爆炸冲击后的冲击加速度，并研究了结构的弹性变形、材料特性对冲击加速度响应的影响。工程应用实例的分析结果表明，该方法具有物理概念清晰，运用方便，准确高度的特点，可适用于分析小型水下圆柱壳状结构受到冲击加速度响应。     

内爆炸条件下特种圆柱壳结构动力响应研究

针对有球形顶盖的圆型柱壳结构,基于弹性薄壳振动理论用相同边界梁振型函数近似柱壳振型轴向分布,提出内爆炸荷载作用下此类结构动力响应计算方法,分析长径比对柱壳振动影响,获得结构位移简化算法。通过算例与已有方法对比验证该方法的合理性,并研究顶盖对柱壳振动影响。结果表明,计算径向位移时由柱壳顶端侧向弹性铰支边界考虑顶盖约束,按内部静压条件确定的铰支系数对柱壳振动高阶振型计算时产生误差,在柱壳顶端加入顶盖等效集中质量可有效降低该误差,并使振动频率及顶端径向位移计算值较小;随长径比增大球形顶盖对柱壳振动影响逐渐减小。     

偏心受村柱壳结构稳定性分析的有限条法

薄壁柱壳结构在偏心受压荷载作用下稳定性问题的分析，如何采用一般有限元法，无论在壳体几何形状模拟，还是失稳位形描述都将遇到难以克服的困难，本文提出了半解析柱壳有限条元法，保证了壳体离散时几何形状表示上与实际结构相一致，并用具有失稳位形描述简单，计算自由度少，精度高，机时省等优点。     

柱壳结构抗冲击性能量纲分析与数值模拟研究

以双层柱壳结构在脉冲载荷下的抗冲击问题为例,用量纲分析法得出了可简化为平面应变问题的柱壳在冲击载荷下的瞬态响应所依赖的主要无量纲自变量,并建立相应的计算模型,通过数值模拟给出了采用相同材料并保持相似缩比时,柱壳最大等效应力和应变的具体依赖函数关系,所得结果给柱壳防护结构的设计和试验提供了科学的指导方向和可靠的参考依据。     

柱壳结构的弥散效应及对应力波的削弱作用

以防护层中新型抗爆工程设计为背景,对含孔穴或柱壳混凝土介质中应力波的衰减和演化规律进行理论和数值分析。经过分析和数值计算发现,应力波在孔穴或柱壳表面附近呈现明显的弥散和绕射现象,此两种结构对下方的应力波有显著的削弱作用,但柱壳结构在防护效果上明显优于孔穴结构。同时,针对不同半径的柱壳结构进行数值计算,结果表明：随着柱壳半径的增大,结构的削波性能和防护范围得到提高;当将多个柱壳水平等间隔的进行排列时,其下方各测点的应力峰值基本相等,且明显小于单个柱壳时其下方各相应测点应力峰值的最小值。其结果为在抗爆防震工程中科学的防护层的设计提供了一定的理论依据。     

柱壳结构损伤识别方法

摘 要:对柱壳结构的损伤部位和程度进行识别是柱壳结构进行安全性评定的一个重要环节。本文对柱壳结构损伤前后动力特性进行了分析,采用摄动法推导了由于单元损伤引起的各阶模态振型改变系数;推导了模态应变能变化与单元损伤之间的关系;采用单元模态应变能的变化率作为柱壳结构损伤诊断的标识量,证明了单元模态应变化率对损伤的敏感性。对柱壳结构损伤识别方法进行了研究,所提出的方法仅需要量测的低阶模态信息和刚度矩阵就能完成结构的损伤识别。最后,以一混凝土柱壳结构为工程实例,对其在不同损伤情况下的损伤进行了分析,结果表明,所提出的损伤识别方法能够很好地识别不同损伤组合下的损伤部位和程度,同时能较好地识别结构小损伤,因而证明了本文所提出的方法的正确性和有效性。 关键词:柱壳结构;损伤识别;动力特性;损伤标识量;模态应变能     

穿透裂纹对开口复合材料柱壳屈曲性能的影响

为了解决复合材料柱壳结构成型过程中产生裂纹的问题,为复合材料柱壳类结构设计与质量控制提供参考,文中采用有限元方法分析了含穿透裂纹开口复合材料柱壳的压缩屈曲性能,分析了裂纹长度与方向的影响。结果表明,45°方向的穿透裂纹,其长度小于130mm时,柱壳屈曲强度随裂纹长度的增长略有下降;超过130mm,屈曲强度明显下降。对于定长裂纹,随着裂纹方向角的增加,结构的屈曲强度不断降低。裂纹对柱壳压缩屈曲强度的影响程度本质上取决于裂纹对原有载荷传递路径的影响程度。     

圆柱壳结构受迫振动特性分析

利用半解析法研究了圆柱壳的振动特性。基于区域能量分解法和Reissner-Naghdi’s线性薄壳理论,将柱壳在沿壳体的母线方向将其分解为若干子壳段,并推导出适合一般边界条件下圆柱壳的求解模型。其中,柱壳结构的位移函数采用Chebyshev行列式和傅里叶级数进行展开,并引入最小二乘残差来消除计算的不稳定性。对柱壳结构进行受迫振动特性分析,并通过与有限元仿真计算结果对比验证了该方法的正确性,研究了边界条件和结构参数的改变对圆柱壳受迫振动特性的影响。     

改型等强度壳的理论与工程应用

提出一种新型连接结构:在相邻的两段不同直径圆柱壳之间嵌入一段"改型等强度壳",构成"柱-改型-柱"组合壳,使得两段不同直径的圆柱壳光顺地连接,可以大幅度降低结合部的局部弯曲应力。应用旋转壳有矩理论分析了这些组合壳的应力分布,对其工程应用——作为连接结构的"改型等强度壳"几何参数的选择提出了建议。     

层合开口柱壳弱形式的混合状态方程及其边值问题

根据Hellinger-Reissner 变分原理, 在柱坐标系中, 导出叠层开口柱壳的弱形式混合状态方程和边界条件, 给出了叠层开口柱壳的解析解, 此法使得求解该类问题的形式得以扩大和统一。      

Franz型蠕波

本文实验研究固体弹性铝柱、铜柱、充气铝柱壳和紫铜柱壳、有机玻璃柱上的Ｆｒａｎｚ型蠕波圆周波的特性。实验测量其传播速度和衰减，■同理想刚性柱上蠕波的传播速度和衰减的理论值进行比较。实验表明：目标的材料特性对蠕波的传播速度影响不大，而对衰减的影响相对较大，目标的弹性使蠕波的速度和衰减变小；而目标的内部结构对蠕波的速度和衰减的影响都不明显。     

压电层合薄壳振动主动控制的有限元分析

本文采用广义协调平板型壳元对两侧贴有压电薄膜的层合薄壳的振动控制问题进行了数值分析，推导出这种智能结构的主动控制方程，通过对一压电柱壳的计算，分析了主动振动控制的效果。