复合受载下简支矩形板屈曲分析的微分求积法

为了精确求解复合受载下简支矩形板屈曲失稳的问题。推导简支矩形板无量纲屈曲微分方程,给出简支矩形板屈曲分析的微分求积计算格式。以单(双)向轴压作用下的简支矩形板为例,通过与解析解、有限元解对比验证微分求积法求解简支矩形板屈曲失稳问题的精确性。以轴压和剪应力作用下的简支矩形板为例,通过同解析解对比分析表明,当边长比r=1～5时,解析解与数值解间的差别较小;当边长比r=1/5～1时,解析解随方程数N的增大而逐步逼近数值解。     

局部矩形板剪切屈曲的数值仿真分析

针对剪应力作用下局部矩形板,屈曲失稳系数的数值解、解析解编程繁琐的问题,以简支边界条件为例,从力学基本原理出发,系统研究局部矩形板有限元屈曲分析时,限制刚性位移的约束边界条件及等效节点载荷的施加方式;同时,给出能量变分法解析求解剪应力作用下矩形板屈曲失稳系数的方程式。通过对比分析解析解、有限元数值解和其他数值解表明,当解析解方程数N增加时,解析解与其他数值解逐步逼近;当解析解方程数N不变、边长比r增加时,解析解与其他数值解间相对误差逐步增大,有限元数值解与其他数值解间相对误差较小。     

非均布载荷作用下矩形板失稳的计算方法研究

为了快速准确求解计算加劲箱梁腹板结构中局部矩形板的屈曲承载力,基于微分求积方法获取非均布载荷作用下矩形板的屈曲承载能力,对传统计算方法中的经验设计公式进行了修正。首先,推导了非均布载荷作用下简支矩形板无量纲屈曲控制微分方程的微分求积计算格式,经与文献解对比验证了微分求积数值解的精确性;其次,建立了包含非均布载荷系数与边长比的参数分析案例矩阵,并给出了传统计算方法解与数值解之间的相对误差值,找出相对误差较大的边长比参数区间;同时,通过离散系数分析评价了不同边长比对应屈曲失稳系数之间的离散程度,找出离散系数小时所对应的非均布载荷参数区间;最后,针对离散系数小时所对应的非均布载荷参数区间,选取边长比参数区间对应所有屈曲失稳系数中的最小值,拟合提出了非均布载荷系数与屈曲失稳系数最小值之间的修正计算方法,并将修正计算方法解、传统计算方法解与数值解进行对比分析验证。研究结果表明：提出的微分求积法数值分析模型求解精度高;以拉为主的非均布载荷系数,传统计算方法解与数值解之间相对误差区间为[-26.65%,-88.99%],不同边长比对应屈曲失稳载荷之间的离散系数区间为[0.18, 0.767]×10<...     

基于Visual C＋＋6．0和ANSYS9．0的二维稳态导热肋板的数值分析

二维稳态导热肋板的换热量及肋效率的计算分析在传热学理论和工程应用中都具有非常重要的意义.肋板外形的不同,直接影响导热效果.充分利用软件Visual C 6.0对肋板稳态导热过程进行编程,计算划分好的各节点处温度值,进而分析出不同肋板的肋效率.对矩形肋、三角肋和抛物线肋三种典型肋板进行数值计算分析,重点比较了相同尺寸量级不同肋型的换热量及肋效率,并通过有限元分析软件ANSYS 9.0辅助研究,从做出的云图直观地得出结论.在尺寸和材料条件都相同的情形下,利用抛物形肋板可以得到较高的肋效率,三角肋次之,矩形肋的肋效率相对较低.     

边界条件对薄壁加筋板压缩稳定性能的影响

应用非线性有限元方法对加筋板的压缩稳定性进行建模数值计算,通过定义加筋板有限元模型中四边节点的约束条件模拟压缩稳定性试验中承载端简支、固支边界条件以及常用的刀口支持、螺栓顶压、夹板夹持等侧边支持夹具,根据有限元计算结果分析承载端和侧边边界条件对加筋板压缩稳定性能的影响。计算结果表明,当承载端边界约束条件为固支时,结构的屈曲载荷与承载能力均比承载端简支时有一定的增加;当承载端简支时,结构的屈曲形式与破坏失效形式随侧边边界约束条件的不同而不同,相比于侧边自由的情况,侧边施加约束可以增加结构的屈曲载荷与承载能力;当承载端固支时,不同侧边边界约束条件下结构的屈曲形式与屈曲载荷基本相同,相比于侧边自由的情况,侧边施加约束可以增加结构的承载能力。     

有初挠度简支矩形板的后屈曲特性

船体外壳基本上是由加筋板构成的。这种结构可能由于受面内压力作用面屈曲,为充分利用板的承载能力,减轻结构重量,有时将板设计得比较薄,使其工作于后屈曲状态,对大量的加筋板进行非线性有限元计算是一件非常费时的工作,在船体的初步设计阶段这样做很不经济,为此需先分析板的后屈曲特性,然后把板按某一折减宽度计入到加筋的剖面中去,再对加筋板进行整体屈曲分析,这就需要得到对任意边长比和初挠度均适用的应力相应变之间的显式关系,而目前尚缺乏这方面的研究。有鉴于此,应用von-Karman大挠度薄板方程,对承受单向面内压力、四力简支的有初挠度矩形板进行后屈曲特性分析（其中挠曲函数取为双傅氏级数的一项）,将有关变量化为无量纲量,以无量纲载荷作为小参数,用参数摄动法求解非线性代数方程组,得到受压边最大应力与平均压应力之间,平均压应力与平均应变之间的显式函数式,分析了不同边长比和初挠度对矩形板后屈曲特性的影响,结果表明初挠度的存在会明显降低板的面内刚度,继而将这些结论推广应用到边长比大于√2的情况。     

筋条形式和制造工艺对轴压载荷下钛合金加筋板力学行为模式的影响分析

加筋壁板是航空结构中常用结构形式,不同筋条形式和不同制造工艺会影响其力学行为及其失效模式.针对钛合金加筋板,采用有限元方法建立数值计算模型,研究了T型、L型和Z型3种不同截面形式筋条对加筋板的屈曲模态和破坏形式的影响机制,分析了焊接、点焊和铆接不同制造工艺对加筋板的屈曲载荷和后屈曲特性的影响.结果 表明:T型加筋板的屈...     

起重机简支斜板的局部稳定性研究

为了分析起重机斜板结构的局部屈曲失稳问题。针对斜坐标系下纵向载荷作用斜板的屈曲控制微分方程、简支边界条件,进行无量纲化。同时,给出微分求积法(DQM)求解简支斜板局部屈曲失稳临界载荷的具体方法。以单向轴压作用下简支斜板为例,首先通过对比验证DQM数值解的精确性;最后对起重机简支斜板结构参数与屈曲临界载荷之间的关系进行了研究。     

加筋肋板受力行为分析及其优化研究

采用有限元仿真和实验测试方法，以三种加筋肋构型为研究对象，分析了在给定材料参数和加筋板几何参数的情况下，加筋肋构型对加筋板结构的力学行为的影响，并采用正弦曲线代替直线的方法对结构进行优化计算。研究表明，正方构型45°方向分布时对板加固效果优于正向分布，正六边形与内凹形构型竖直方向分布时对板加固效果优于水平方向分布与45°方向分布；加筋构型孔隙夹角越小对板加固效果越好；加筋层采用正弦曲线代替直线边界可显著提高加筋板的承载能力；通过对加筋板加筋层裂纹路径的分析，可得在加筋板弯曲变形后加筋层均是在承载位置处沿着纵向肋壁扩展。     

CCCC矩形薄板面内半余弦分布压力下的屈曲

针对四边固支(all edges clamped,CCCC)的弹性矩形薄板在两对边半余弦分布压力下的面内应力分布以及屈曲问题,基于辛弹性力学的平面矩形域Hamilton体系下的实数型面内应力分布通解,依据必须满足的应力边界条件,借助符号运算软件Maple,得到不同长宽比矩形薄板在半余弦分布压力下合理的面内应力分布。考虑到应力分布表达式的复杂性,运用Galerkin法,根据CCCC矩形薄板弯曲的位移边界条件,给出不同长宽比弹性矩形薄板在半余弦分布压力下的屈曲载荷系数。通过与已有文献结果的比较表明,文中求解方法更为有效和正确。基于所给出的结果,可望为解决矩形薄板在非线性分布载荷下的面内应力分布以及屈曲问题提供一种新的研究方法。