弹性压应力波下直杆分又动力失稳特征值有限元分析

运用有限元特征值分析方法对弹性压应力波作用下直杆分叉动力失稳问题进行了研究。基于应力波理论和相邻平衡准则导出了直杆动力失稳时的有限元特征方程，把弹性直杆的动力失稳问题归结为特征值问题。通过引入直杆动力失稳时的波前约束条件实现了此类问题的有限元特征值解法。     

轴向碰撞弹性直杆动力后屈曲有限元分析

利用显式动力学有限元方法对弹性直杆的动力后屈曲进行了分析;模拟了弹性直杆轴向碰撞动力屈曲的变形及发展过程。分析中将碰撞杆视为无初始缺陷的理想直杆,将弹性直杆动力屈曲双特征参数的解答作为非线性动力后屈曲求解的初始条件,实现了对无缺陷理想直杆的动力后屈曲分析。计算结果与文献中的实验数据获得了很好的一致。计算结果同时也揭示了直杆动力屈曲变形发展的机理,以及轴向应力波和屈曲变形的相互作用规律。     

含脱层复合材料层合杆在轴向应力波作用下的动态屈曲

研究了有限长、含脱层损伤复合材料层合直杆受轴向阶跃载荷作用的弹性动力屈曲问题。将含脱层损伤复合材料层合直杆的屈曲问题归结为由轴向应力波传播导致的分叉问题，并考虑了应力波反射的影响。给出了分叉发生的临界条件。研究了脱层长度、铺层角度对动力屈曲的影响。分析结果表明脱层损伤极大的降低了复合材料直杆的极限动力承载能力。     

应力波作用下弹性直杆动力分叉屈曲研究

对弹性直杆在应力波作用下动力分叉屈曲进行分析与探讨,提出求解应力波作用下直杆动力屈曲数值方法。该方法统一双特征参数法与最优模态法思想,可用于解决时变动载荷作用下屈曲问题,且对阶跃载荷及时变动载荷引起的应力波作用下屈曲问题具有统一屈曲判别形式,与实验数据对比表明该方法准确、可行。     

弹性压应力波作用下直杆动力失稳的差分解

以受载端简支、远端固支弹性直杆为例，通过对直杆微元的动力平衡分析导出了直杆动力失稳的控制方程，这与用哈密顿原理得出的方程完全一致。利用差分方法求解了动力屈曲方程，解出了动力失稳模态以及临界力参数和动力特征参数的值。特别分析了随着动力特征参数由零增加到一定值后，由静力失稳模态过渡到动力失稳模态的过程。结果表明，对于等效长度直杆，动力失稳临界压力要远大于静力失稳的临界压力。     

轴向时变冲击载荷作用下直杆弹性动力屈曲研究

基于应力波理论,用半解析半数值方法对轴向时变冲击载荷作用下的直杆进行研究,给出了一种利用压应力波前附加约束条件求解轴向时变载荷作用下直杆弹性动力屈曲问题的方法。以三角脉冲载荷作用下的直杆为例,对其临界屈曲长度、初始屈曲模态和动力特征参数进行了求解,探讨了脉冲载荷峰值和载荷持续时间对临界屈曲长度和屈曲模态的影响。总结了三角脉冲载荷作用下直杆弹性动力屈曲的规律,并与阶跃载荷作用下的情况进行对比分析,结果与之前文献研究结果吻合良好。     

轴向阶梯载荷下薄圆柱壳的弹性动力屈曲

对于轴向阶梯载荷下圆柱壳的非轴对称动力屈曲,将临界应力和屈曲惯性指数作为双特征参数求解。由屈曲瞬间的能量转换和守恒准则导出压缩波阵面上的屈曲变形补充约束方程。利用Galerkin方法求解失稳控制方程,得出包含双特征参数的代数特征值问题。该特征值问题满足补充约束方程的解给出动力屈曲的临界应力和惯性指数。     

双特征参数法与最优模态法在弹性直杆动力屈曲问题中解的一致性

采用求解最优模态的方法,分别对弹性压应力波作用下受载端夹支和简支两种边界条件直杆的动力屈曲问题进行了探讨,研究中所设的屈曲模态不仅满足边界条件,而且满足文献所得的波前附加约束条件。研究发现屈曲模态中放大最快的模态所对应的临界力参数和惯性项的指数参数与双特征参数法所得的结果是一致的,即用双特征参数法求解所得屈曲模态就是最优模态。另外,计算表明,最低阶动力屈曲载荷远高于静力屈曲载荷,确定动力屈曲载荷时应计及横向惯性。     

直杆塑性动力屈曲的能量准则和特征参数解

提出弹塑性应力波作用下直杆动力屈曲的定量求解方法，将临界应力和惯性指数作为一对特征参数求解．由相平衡邻位形准则得出屈曲控制方程和边界条件，由所导出的能量转换和守恒准则得出压缩波阵面上的附加约束方程，由此得出了问题的完备定解条件，从而提出了求解直杆塑性动力屈曲的特征参数方法。     

两种边界条件直杆的撞击屈曲及其应力波效应

在对Bernoulli-Euler梁运动方程定性分析的基础上,利用非零解的条件,直接展开含双参数的特征行列式得到了两端固定和一端铰支一端固定直杆动力屈曲临界载荷和相应的屈曲模态;证明了b<-α4/4时,模态方程的解不代表杆的动力屈曲。进一步,讨论了杆-杆类直杆动力屈曲过程中的应力波效应,其理论预测结果和相应的撞击实验结果显示出相当好的一致性。     

冲击载荷作用下夹芯板的后屈曲研究

利用ABAQUS有限元软件,对SHPB作用下的夹芯板的变形特性进行了分析,将有限元计算结果和实验测量结果作对比。在冲击载荷时间历程内,着重从芯板的位移和应力以及应变这3个方面对芯板的后屈曲问题进行了分析,研究了夹芯板中弹塑性压缩波的传播过程,芯板在压缩波作用下的动力屈曲产生、传播特性,压缩波与屈曲变形的相互作用以及塑性后屈曲大变形的发展规律。     

基于双特征参数解的直杆弹性动力后屈曲研究

利用差分方法求解动力后屈曲非线性方程解，研究了弹性直杆的2类轴向碰撞屈曲问题．将双特征参数解得出的含有小幅值参数的初始动力屈曲模态作为非线性后屈曲解的初始条件．理论计算的结果与文献中的实验数据达到了很好的一致，由此验证了双特征参数方法的正确性．研究结果还揭示了碰撞过程中屈曲变形扩展和发展的机理，以及轴向应力波和屈曲变形的相互作用规律．     

Mechanism of buckling development in elastic bars subjected to axial impact

By use of the finite difference method, the non-linear equations governing the elastic dynamic post-buckling deformations are solved for two types of impact buckling problems for straight bars. The initial dynamic buckling mode with a small amplitude parameter, given by the twin-characteristic-parameter solution, is used as the initial condition of the non-linear post-buckling solution. Particular attention is paid to the mechanism of growth and spread of buckling deformation in the bar and the interaction between the axial stress wave and the buckling deformation in the process of impact. It is found that the initial buckling deflection with one half-wave, occurring near the impacted end, spreads forward and develops into the higher mode as the axial stress wave propagates in the bar. The theoretical results are in good agreement with the experimental results reported in the literatures.     

Twin-characteristic-parameters analysis for elastic dynamic buckling of thin cylindrical shells under axial step loading

The relations of the critical stress and transverse inertia effect to the loading duration are investigated for the dynamic buckling of thin cylindrical shells under axial step loading. The critical stress and the inertial exponent are treated as the two characteristic parameters. The criterion of energy conservation is used to derive the supplementary restraint condition for buckling deformations at compression wave front. By use of the Galerkin method, an algebraic eigenvalue problem for the two characteristic parameters is derived from the governing equations and boundary conditions. The solution of the eigenvalue problem, which satisfies the supplementary restraint condition, gives the values of the critical stress and the inertial exponent for the dynamic buckling. The relation of critical stress to loading duration, predicted by the theoretical analysis, is in reasonable agreement with the experimental results.     

复合材料层合板在非保守力作用下的动力稳定性

利用弹性非保守系统自激振动的拟固有频率变分原理,推导出复合材料矩形板受非保守随从力作用的变分方程,进而导出此问题的有限元基本方程及求解临界力和固有频率的特征方程。用载荷增量法计算了在多种边界条件下不同边长比的复合材料矩形板在面内受随从力作用的临界载荷,分析了不同角铺设方向及两种材料组合板的临界载荷。计算结果表明,边界条件对层合板的动力稳定性有较大影响,复合材料层合板的角铺设方向对临界载荷有较大影响。