再论圆柱壳稳定性问题的有限元分析

本文在文献〔1〕的基础上,对圆柱壳稳定性问题做了进一步讨论。在位移模式中,全面考虑z、x、y向的位移w、u、v,其中u、v是利用中曲面内沿周向无伸长及无剪切变形条件而以w表达。根据大挠度几何方程推导了单元的弹性和几何刚度矩阵。最后,把稳定性问题转化为最大特征根问题求解。文中给出了计算实例,结果表明:有限元计算与理论分析吻合较好,而且有限元方法具有广泛的使用范围。     

圆柱壳结构外压弹塑性稳定性问题的半解析有限元法

本文综合考虑了几何、物理双重非线性因素的影响,对圆柱壳结构在承受外压作用下发生失稳屈曲进行了研究。几何方程采用大位移的应变位移关系,物理方程采用弹塑性分析的应力应变关系,导出了圆柱壳单元弹塑性分析的切线刚度矩阵。计算中,为了追踪失稳屈曲完整的平衡路径,在位于极值点邻域内的每一增量步中,我们采用控制弧长约束下的增量一迭代法进行计算,使计算效率大大提高。     

不同纵横均匀外压作用下环肋圆柱壳稳定性分析

环肋圆柱壳结构因其具有的诸多优点,而被广泛应用于工程实际,但随着钢材屈服极限的不断提高,其稳定性问题越来越成为保证结构强度的一个重要指标,因此有必要对其结构的稳定性进行详细的分析.在对受各向均匀外压和单向均匀外压作用下环肋圆柱壳稳定特性的了解、认识和重新分析的基础上,研究了不同纵横均匀外压作用下环肋圆柱壳的稳定特性,得出了不同纵横均匀外压作用下环肋圆柱壳的稳定特性的规律,并在理论分析的基础上绘制了不同纵横均匀外压作用下的环肋圆柱壳随几何参数变化的稳定性曲线,由稳定性曲线给出了能使材料充分得到利用的环肋圆柱壳几何参数的范围.所得到的一些结论不仅能进一步完善环肋圆柱壳的稳定性理论,而且对实际工程设计及计算具有指导意义.     

外壁受刚性约束的外压圆柱壳的稳定性计算

本文利用能量法中的瑞利—里茨法对外壁受刚性约束的外压圆柱壳的稳定性进行了理论分析和计算。针对这类圆柱形壳的可能失稳形式,特别设计出了三个较为合理的位移函数,以此来描述壳体的失稳,从而导出了外壁受刚性约束的外压圆柱壳失稳时的临界压力计算式,并给出了求解问题的计算步骤和实施方案。     

基于遗传-神经算法的圆柱壳结构外压稳定性研究

圆柱壳外压稳定性问题是高度非线性的复杂问题,采用遗传算法优化的神经网络模型进行仿真求解,模型具有神经网络强大的函数逼近功能和高度的并行计算能力,同时克服神经网络算法易陷入局部极小点的缺陷。算例求解结果表明,用GA-NN方法分析圆柱壳结构外压稳定性,具有效率高、鲁棒性好的优点,精度满足工程要求。     

带加强圈外压薄壁圆柱壳体稳定性有限元分析

壳体在承受外压的作用时,往往因稳定性不足导致壳体的变形或者压扁,为避免壳体变形,通常在壳体外表面或内表面设置加强圈,以增加壳体的稳定性。采用有限元分析软件ANSYS对有无加强圈的薄壁圆柱壳体进行特征值屈曲分析,探究外加强圈对圆柱壳体的影响。同时针对含有不等高度、不等加强圈厚度以及不等加强圈的间距的薄壁圆柱壳体进行稳定性分析,以便以后能够设计出更加合理的加强圈满足稳定性的要求。     

圆柱壳稳定性的研究

研究发现,一定尺寸的圆柱壳有一个最大临界值.这个值由圆柱壳厚度与半径比值所确定.本文给出最大值曲线,用它可以判断传统方法所得结果是否正确;估算已知尺寸下的最大临界值;确定已知临界力所需壳板厚度及决定有效的加强方法.     

薄壁加筋圆柱壳稳定性分析及优化

为了提高薄壁加筋圆柱壳的屈曲承载力,首先,对受轴压作用下的薄壁加筋圆柱壳进行了稳定性分析,在相同体积以及筋条截面尺寸固定的情况下,进行参数化建模,分析了筋条数目对失稳模态和屈曲承载力的影响;进而,以加筋圆柱壳屈曲承载力最大为目标,以纵向筋数目、蒙皮厚度以及筋条截面尺寸为设计变量,建立了加筋圆柱壳等体积下屈曲承载力最大的优化设计模型,用ANSYS APDL语言建立结构参数化分析流程,实现了结构的自动重分析,并采用遗传算法求解优化模型.结果表明:筋条数目对失稳模态和屈曲承载力有很大影响;筋条数目有一个合适的范围,加筋过少,结构的屈曲承载力低于等体积下不加筋光滑圆柱壳的屈曲承载力;加筋过多,随着筋条数目的增加,结构的屈曲承载力也呈下降趋势;通过求解优化模型,可获得最优的筋条数目及筋条截面尺寸,使圆柱壳的屈曲承载力得到显著提高.     

均匀轴压圆柱薄壳的稳定性分析

采用解析法、线性和非线性有限元法对均匀轴压圆薄壳的稳定问题进行了分析,就本算例而言,三种方法所得的初始屈曲荷载是近似相同的。非线性有限元分析显示,在后屈曲阶段的荷载位移曲线上形成了一段近似水平的曲线,与之对应的是一近似常量的后屈曲承载力通过对以往实验数据的统计分析,得到了计算屈曲力的经验公式,其结果经与非线性有限元法的分析结果比较,初步发现试验得到的圆柱壳的后屈曲应力而非其初试屈曲应力,从而得到了     

圆柱壳结构稳定性分析的半解析柱壳有限条元法

圆柱壳结构受外压作用的稳定性分析采用半解析有限元法 ,即周向采用离散柱壳有限条元法 .该法具有精度高、计算结果合理等优点 .通过算例分析 ,指出柱壳有限条元法在工程应用中有广泛的推广价值     

板件在单轴往复荷载作用下非线性屈曲分析的有限元法

本文根据板壳非线性有限元的基本理论，考虑几何和材料双重非线性，导出了分析板壳非线性问题的曲壳有限元法，并编制了计算程序。文中考虑了初始缺陷的影响，对板件在往复荷载作用下屈曲后性能和全过程性状进行了计算分析，并与试验结果进行了比较。     

复合材料叠层及加筋旋转壳稳定性有限元分析

本文用有限元法研究了复合材料旋转壳及其离散纵向加筋情况的稳定问题。在SABA族元素[1]的基础上,把复合材料各向异性的弹性性质考虑进去,把纵向筋条处理成为空间梁,计入梁偏心的影响,由梁的基本弹性和几何刚度矩阵出发,经过一系列变换,推导出与SABA元素相协调的新的弹性和几何刚度矩阵,从而较为精确地得到了复合材料叠层及加筋的稳定性分析结果。算例与现有的一些解析解及实验结果吻合良好。     

径向压力作用下圆环板稳定性问题的大挠度有限元分析

本文承受径向压力作用下的圆环板的稳定性问题,采用大挠度理论进行了有限元分析。位移模式采用正交的半解析函数。在刚度矩阵的摧导过程中,采用高斯积分法则进行数值计算,为了简化计算,在被积函数中引入单元的平均无因次直径,从而推导出近似刚度矩阵的显式。     

内压柱壳大开孔接管实验应力分析和有限元计算

本文对开孔率为0.725和0.806的两只内压三通试件进行了应力和极限压力测试,得到了弹性应力分布曲线,并将开孔削弱系数实测值与三种应用于开孔补强计算的削弱系数计算值进行了比较.同时,利用SAP5程序对两试件做了有限元计算,其计算结果与实验测定结果吻合良好.本文研究结果为大开孔补强设计提供了参考依据.     

多面壳体液压胀球过程 的有限元分析

应用ADINA有限元程序对直径为1米的不锈钢球内接多面壳体液压胀球过程进行了分析。得到了多面壳体在施加内压力情况下的变形过程,其结果与实验结果相吻合,证实了壳体胀形过程中焊缝变形的三个阶段。     

超长桩沉桩稳定有限元分析

开展超长桩基桩失稳破坏机理的研究对保障海上工程建设的安全性有着重大意义。通过运用有限单元分析法,研究了超长桩施打过程中的稳定性和安全性,分析了桩身自由长度和水平荷载等影响因素;并模拟了基桩沉桩过程,探讨了直桩受力变形机理和影响基桩沉桩稳定的情况。对于工程设计施工具有一定的参考价值。