复合材料层合扁锥壳的冲击屈曲

研究了计及横向剪切的对称铺设正交异性复合材料层合扁锥壳在三角脉冲载荷作用下的非线性动力屈曲问题；通过在复合材料层合扁锥壳非线性稳定性的基本方程中增加横向转动惯量项并引入三角脉冲冲击力，得到了层合扁锥壳的冲击控制方程，采用Galerkin方法得到以顶点挠度表达的冲击响应方程，并用Runge—Kutta方法进行数值求解，应用B—R准则确定冲击屈曲的临界荷载；讨论了壳体几何参数、物理参数和边界条件对复合材料层合扁锥壳冲击屈曲的影响。     

爆炸冲击载荷作用下夹层开顶扁球壳的非线性动力稳定性分析

该文对爆炸冲击作用下夹层开顶扁球壳的非线性轴对称动力稳定性问题进行研究.基于Reissner假设和Hamilton原理,得到了夹层开顶扁球壳在冲击载荷作用下的非线性动力控制方程;采用Galerkin方法对非线性动力控制方程进行求解,得到以刚性中心位移表达的非线性动力响应方程,并应用Runge-Kutta方法进行数值求解...     

径向冲击下复合材料层合圆柱壳的动力屈曲

采用Lagrange方程导出包含横向剪切变形和转动惯量的复合材料层合圆柱壳径向脉冲屈曲控制方程;用四阶Runge-Kuta方法对方程数值求解,寻找占优屈曲模态数及对应于允许初缺陷放大值时的临界冲击速度;通过计算碳/环氧材料角铺设层合圆柱壳,讨论了横向剪切变形、壳体几何尺寸、铺层角度等因素对层合圆柱壳动力屈曲的影响.     

波纹扁球壳的非线性动态屈曲

研究了用于传感器弹性元件波纹扁球壳的非线性动态屈曲问题。建立了波纹扁球壳的非线性振动微分方程,根据突变理论建立了该壳体动态屈曲的突变模型,得到了动态屈曲的临界方程。     

复合材料层合圆柱壳的动力响应与层间应力

采用分层壳理论和厚度方向的二次插值函数推导出正交铺设层合圆柱壳的动力响应方程,并得出简支层合圆柱壳自由振动问题的解。对于给定算例,计算出的自振频率与三维分析的结果吻合良好,说明所推导的二维解具有足够精度。计算了前四阶模态对应的壳中应力。计算结果说明,对于高阶模态,层间应力相对于面内应力的比值远高于低阶模态的对应比值,高的层间正应力是高阶模态导致脱层破坏的主要原因。     

轴向冲击下复合材料圆柱壳的非对称动力屈曲

基于一阶剪切变形理论和非扁壳型几何方程，由Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理导出包含初始几何缺陷的复合材料圆柱壳的非线性动力方程，Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法得以位移形式表达的动力屈曲控制方程，通过有限差分方法求解，并由类似Ｂ－Ｒ准则方法判断动力屈曲是否发生；讨论了冲击速度，初始几何缺陷等因素对动力屈曲可能产生的影响。     

冲击载荷下复合材料层合杆的动力屈曲

研究复合材料层合杆被一质量块以某一速度沿轴向进行碰撞而导致的动力屈曲现象,采用不同的横向剪切理论,并用差分方法对杆的动力屈曲方程进行求解。文中考察了冲击块质量、初挠度、应力波、横向剪切等因素对临界冲击速度以及屈曲模态的影响。     

圆底扁球壳在任意集中脉冲荷载作用下的动力响应

本文利用经典小挠度弹性扁壳理论研究了圆底扁球壳在任意集中脉冲荷载作用下的动力响应问题。本方法具有收敛怏,计算工作量少的优点,计算结果在某些特殊情况下与有关文献的结果相一致。     

土中浅埋层合扁球壳的非线性动力响应

本文建立了考虑横向剪切影响、纤维增强对称正交铺设层合扁球壳的非线性动力方程。应用一维波阻法分析了土与结构的相互作用,对冲击波作用下土中浅埋周边弹性支承层合扁球壳的非线性动力响应问题进行了探讨。数值计算中考虑了各种材料参数及横向剪切变形对动力响应的影响。      

径向载荷作用下复合材料圆柱壳的非线性动力屈曲

采用半解析法求解径向阶跃载荷作用下复合材料圆柱壳的非线性动力屈曲。基于一阶剪切变形理论，由Hamilton原理推导出包含横向剪切变形以及几何初缺陷的圆柱壳的非线性动力方程，位移及载荷沿周向采用级数展开，由Galerkin方法得到微分方程组，通过有限差分法求解；根据响应情况，由B—R准则判定屈曲，确定屈曲临界载荷。     

薄壁扁球壳在撞击载荷下的动态响应和吸能特性研究

对薄壁扁球壳结构撞击刚性板的动态响应和吸能特性进行了研究。通过不同材料特性和撞击速度下半径R与厚度t比值较大（R／t〉250）的扁球壳与刚性板的撞击试验，分析了此类球壳结构的动态响应和吸能特性。以能量守恒为基础，结合大变形薄壳理论和塑性铰方法，建立了撞击力与变形关系、撞击初速度与最大压缩位移的理论分析模型。通过理论计算和试验结果的对比，验证了理论分析模型的正确性，可以满足工程分析的需要。     

含单分层损伤复合材料层合梁的动力屈曲研究

采用有限差分（FDM）方法求解了含初始缺陷和单个分层损伤复合材料层合梁的轴向刚性质量块撞击的脉冲动力屈曲问题。基于Hamilton原理导出了考虑所有惯性影响以及一阶横向剪切变形（FSDT）影响时单个分层损伤复合材料梁的非线性动力屈曲控制方程；采用B—R准则判断梁动力屈曲时刻，同时确定刚性质量块的临界冲击速度。重点研究脱层、冲击速度、初始几何缺陷等因素对复合材料层合梁脉冲动力屈曲的影响。     

低速冲击下复合材料层合板损伤分析

根据低速冲击下复合材料层合板的分层损伤机理,发展了一种分层失效准则,该准则同时考虑了层间拉应力、层间剪应力和基体开裂等因素对分层损伤的影响,并在损伤分析中,区分了冲击正面由挤压应力引起的纤维挤压损伤和冲击背面由弯曲拉应力引起的纤维断裂损伤,模拟了纤维断裂、纤维挤压、基体开裂、基体挤压、分层等五种损伤的起始和扩展过程,完善了作者以前发展了低速冲击逐渐累积损伤模型.通过与实验结果进行比较,验证了模型的合理性.     

Effect of Material and Geometry on Crushing Behaviour of Laminated Conical Composite Shells

This paper examines the effects of the material and structural geometry on the crushing behaviour, energy absorption, failure mechanism and failure mode of circular conical composite shell. The static crushing behaviour of circular conical composite shell under uniform axial compressive load has been investigated experimentally. The cone vertex angles used were 0, 6, 12 and 18 degrees. The cone vertical length and bottom outer diameter were kept for all the cases as 100 and 110 mm, respectively. Failure modes were examined using several photographs taken during the crushing stages for each specimen. Results obtained from this investigation showed that the initial failure was dominated by the interfacial and shear failure, while the delamination and eventually fibre fracture were dominated the failure mechanism after the initial failure. It has also found that the static crushing behaviour of the circular conical shell is very sensitive to the change in the vertex angle. Reinforcement type greatly affects the energy absorption of the circular conical and cylindrical shells.     

A Unit‐Cell Approach of Finite Element Analysis for Transverse Impact Damage of 3‐D Biaxial Spacer Weft‐Knitted Composite

Abstract: This paper evaluates the transverse impact damage of a 3‐D biaxial spacer weft‐knitted composite using experimental results and complimentary finite element analysis. The load–displacement curves and damage morphologies during impact loading were obtained to analyse energy absorption and impact damage mechanisms of the knitted composite. A unit‐cell model based on the microstructure of the 3‐D knitted composite was established to calculate the deformation and damage evolution when the composite is impacted by a hemisphere‐ended steel rod. An elastoplastic constitutive equation is incorporated into the unit‐cell model and the critical damage area failure theory developed by Hahn and Tsai has been implemented as a user‐defined material law (VUMAT) for commercial available finite element code ABAQUS/Explicit. The load–displacement curves, impact damages and impact energy absorption obtained from ABAQUS/Explicit are compared with those FROM experiments. The good agreement of the comparisons supports the validity of the unit‐cell model and user‐defined subroutine VUMAT. The unit‐cell model can also be extended to evaluate the impact crashworthiness of engineering structures made out of the 3‐D knitted composites.