脱层复合材料圆柱壳屈曲的实验研究

脱层的存在将会大大降低层台结构的屈曲载荷。本文首先针对在轴压载荷作用下含脱层的复合材料层合圆柱壳，设计了测试其稳定性的实验方案。然后利用位移传感器、应变传感器、声发射仪器和红外热像仪等实验仪器，对含任意位置脱层与不含脱层的圆柱壳的屈曲载荷进行了实验测试，并对实验进行了精度分析。最后给出了实验结果并进行了讨论。     

脱层复合材料圆柱壳屈曲的实验研究

脱层的存在将会大大降低层合结构的屈曲载荷.本文首先针对在轴压载荷作用下含脱层的复合材料层合圆柱壳,设计了测试其稳定性的实验方案.然后利用位移传感器、应变传感器、声发射仪器和红外热像仪等实验仪器,对含任意位置脱层与不含脱层的圆柱壳的屈曲载荷进行了实验测试,并对实验进行了精度分析.最后给出了实验结果并进行了讨论.     

内衬油管井抽油杆断脱分析

以胜利油田东辛采油厂DXX109X106油井为例,对其断脱形式按强度分析、疲劳分析以及屈曲分析逐层计算。计算表明,该油井抽油杆断裂处最大应力172.45 M Pa,远远小于抗拉强度795~965 M Pa,不属于拉伸强度破坏;疲劳特性分析表明,此井的实际平均应力-应力幅点在持久极限曲线图以内,属于非正常疲劳断裂;示功图分析表明,该井抽油杆柱的下冲程存在严重的屈曲现象,宜将抽油杆简化为受压杆件。     

复合材料脱层板的三维非线性有限元屈曲分析

采用降阶积分法对只适合于Ｃ０问题的三维八节等参元进行改造,使之可以用来分析Ｃ１一类问题,并结合非线性有限元法,对各向异性板的受压变形过程进行跟踪,最终得到了脱层损伤复合材料板的局部屈曲载荷。计算结果表明本文所采用的方法是行之有效的。     

正交各向异性外压薄壁圆筒临界失稳压力研究

针对正交各向异性与各向同性外压薄壁圆筒临界失稳压力差异,对不同卷板方式下正交各向异性外压薄壁圆筒临界失稳压力开展研究,给出了各向同性外压薄壁圆筒临界失稳压力与不同卷板方式下正交各向异性外压薄壁圆筒临界失稳压力,当失稳波数变化时,正交各向异性外压与各向同性外压薄壁圆筒临界失稳压力比发生突变,不同卷板方式下正交各向异性外压薄壁圆筒临界失稳压力有限元结果大于各向同性外压薄壁圆筒临界失稳压力有限元或标准结果,正交各向异性临界失稳压力解析解不适合第二种卷板方式。     

多层波纹管柱屈曲稳定性非线性有限元分析

多层多波波纹管柱屈曲性有限元分析模型规模大、非线性问题突出，不易于收敛。为此，文中给出了一种等效厚度模拟方法，建立了等效单层波纹管有限元模型，并在此基础上进行了波纹管的柱屈曲分析，得到了波纹管的屈曲载荷和屈曲模态。文中的工作为这类多层多波大型波纹管的柱屈曲稳定性分析提供了一种有效方法，分析结果也对该类波纹管的设计有较重要的参考价值。     

内衬层生产线挤出机机头流道有限元分析

建立挤出机头的三维有限元模型,采用ANSYS有限元分析软件对内衬层挤出压延生产线挤出机头流道进行模拟和分析,得到在一定工艺条件下机头内部流道的流场分布情况并分析其原因。为今后挤出机流通的优化设计提供一定的理论依据。     

考虑界面接触效应的复合材料层合板分层屈曲的三维有限元分析

运用Abaqus有限元软件模拟含脱层的复合材料层合板的屈曲过程。运用实体单元构建复合材料层合板模型,采用线弹性本构关系,考虑脱层间的接触效应,在脱层界面处施加硬接触的法向行为,防止脱层界面上下两部分的相互贯穿,保证变形的协调性。通过数值算例,综合讨论了不同深度、不同宽度、不同长宽比以及有无接触效应时对屈曲极限荷载的影响。同时对无损伤层合板在相同参数的情况下的屈曲进行了模拟,获得了临界荷载值,将有限元结果与理论解比较后数值吻合,结果表明,所建立的模型能够准确的模拟脱层板屈曲过程。     

加螺旋筋的薄壁圆筒轴压屈曲分析及优化

管道外壁加螺旋筋是提高管材结构强度,节约材料用量,减轻管材整体重量的主要方法。利用ansys workbench软件模拟该螺旋筋焊管在受到轴向载荷作用时的屈曲变形,分析各参数对管壳稳定性的影响,对各参数进行优化。结果表明,螺旋筋的螺距和壁厚是影响稳定性的主要参数,对一个模型的螺距、壁厚和临界失稳载荷三者的参数进行优化,得出螺距和壁厚的最佳组合。     

基于初始缺陷敏感性的轴压薄壁圆柱壳屈曲分析研究进展

屈曲是轴压薄壁圆柱壳结构最主要的失效模式之一.围绕轴压下薄壁圆柱壳结构的承载能力对初始缺陷具有高度敏感性这一问题,系统回顾半个多世纪以来国内外学者在考虑初始缺陷对轴压薄壁圆柱壳屈曲临界载荷影响方面所做的理论、试验以及数值模拟等工作.研究表明,目前已形成了两类等效考虑初始缺陷影响的方法,即:基于数值模拟的确定性分析方法和...     

柔性立管内衬层的非线性力学行为分析

由于聚合物材料的黏弹性,柔性立管内衬层易发生蠕变而嵌入至骨架层沟槽中,这一现象可能造成立管结构完整性缺失和骨架层撕裂等安全隐患,但现有的分析理论及有限元模型中,对材料的性质均是做了简单的线性假设,并未考虑聚合物材料的非线性黏弹性特性.基于PA11的试验测试结果,分别采用时间硬化非线性本构模型和考虑时温影响的多重积分...     

纤维增强FGM梁的自由振动和临界屈曲载荷分析

基于经典梁理论（CBT）研究轴向力作用下纤维增强功能梯度材料（FGM）梁的横向自由振动和临界屈曲载荷问题。首先考虑由混合律模型来表征纤维增强FGM梁的材料属性,其次利用Hamilton原理推导轴向力作用下纤维增强FGM梁横向自由振动和临界屈曲载荷的控制微分方程,并应用微分变换法（DTM）对控制微分方程及边界条件进行变换,计算了纤维增强FGM梁在固定-固定（C-C）、固定-简支（C-S）和简支-简支（S-S）3种边界条件下横向自由振动的无量纲固有频率和无量纲临界屈曲载荷。退化为各向同性梁和FGM梁,并与已有文献结果进行对比,验证了本文方法的有效性。最后讨论在不同边界条件下纤维增强FGM梁的刚度比、纤维体积分数和无量纲压载荷对无量纲固有频率的影响以及各参数对无量纲临界屈曲载荷的影响。     

刚性薄膜/柔性基体结构面内压缩屈曲行为数值模拟与分析

在薄膜复合材料的制备和工作过程中,由面内残余应力或外加应力引起各层间的失配应变经常造成薄膜结构的屈曲。针对刚性薄膜/柔性基体这类复合材料结构的屈曲行为,基于复变函数理论建立了结构弹性稳定性分析方法,分别对单轴和双轴面内压应力引起的屈曲特征参数进行数值求解。结果表明临界前屈曲薄膜应力是结构的固有特征,取决于材料和几何参数;在单轴和非等双轴应力作用下,临界前屈曲薄膜应力随薄膜/基体弹性模量比增大而减小,面内仅有一个方向屈曲波数不为零;在等双轴应力作用下,临界前屈曲薄膜应力和无量纲屈曲波长的影响因素由基体/薄膜厚度比决定,任何满足波数方程的屈曲模态都有可能出现。     

考虑粗糙度时不同衬层材料水润滑轴承润滑特性比较*

以水润滑轴承为研究对象,考虑表面粗糙度的影响,针对丁腈橡胶（NBR）、赛龙、飞龙、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)4种新型非金属衬层材料建立润滑数学模型,并推导水膜厚度方程;采用有限差分法,研究考虑实际表面粗糙度时4种新型衬层材料的衬层变形、水膜厚度和水膜压力的变化规律,分析最大水膜压力和承载力随转速的变化,并与表面光滑轴承进行对比。结果表明：考虑表面粗糙度时水润滑轴承的衬层变形和水膜厚度均呈波状分布,衬层变形减小,最小水膜厚度变薄,而水膜压力有轻微的局部突变,最大水膜压力增大,承载力下降;4种材料的变形量和最小水膜厚度由大到小均依次是NBR、赛龙、飞龙、UHMWPE,水膜压力由大到小依次是UHMWPE、飞龙、赛龙、NBR。在相同工况下,NBR衬层材料比其他3种衬层材料相对容易形成润滑水膜,而UHMWPE衬层材料可以保证系统承受较大的承载力。研究结果对水润滑轴承材料选型和加工装配有一定的参考意义。     

层合开口壳脱层损伤分析的半解析法

首先应用柱坐标系下弹性材料修正后的混合H-R(Hellinger-Reissner)变分原理,推导开口圆柱壳的状态向量方程和相应的有限元列式.然后充分利用柱坐标系下状态向量方程半解析法的优越性,建立含脱层损伤层合开口壳的数学模型,为层合开口壳脱层问题的分析提供一种可选的方法.数值实例的分析结果表明方法是成功的.     

应用扰动广义微分求积法的复合材料层合板剪切屈曲分析与优化

广义微分求积(GDQ)法求解复合材料层合板剪切屈曲时存在计算精度差、计算振荡不收敛问题,研究发现该现象源于载荷矩阵存在奇异,为此,提出扰动GDQ法,通过扰动主对角线权重系数以改善载荷矩阵的奇异性来消除计算振荡。数值算例验证了扰动策略的有效性,实现复合材料层合板剪切屈曲问题的高效稳定求解。在此基础上,结合直接搜索模拟退火算法,开展了含剪切载荷的复合材料层合板铺层顺序优化。结果表明：剪切工况时对称复合材料层合板的优化铺层不受铺层数和铺设形式影响,优化铺层角随长宽比增大而趋于60°;而剪切与轴压组合工况下较小的剪切力能改善层合板屈曲性能,随着剪切力的增大,优化屈曲性能逐渐降低,优化铺层趋同于剪切工况。研究结果为复合材料层合板的剪切屈曲性能设计提供了参考。     

几种不同衬层材料水润滑轴承的润滑特性分析

以船舶水润滑轴承为研究对象,建立水润滑轴承双向流固耦合模型,采用有限元法研究偏心率为0. 6时,赛龙、飞龙、丁腈橡胶和超高分子聚乙烯4种不同衬层材料水润滑轴承的润滑特性。研究结果表明:转速一定时,4种衬层材料沿轴向和周向的衬层变形分布较为一致,其中丁腈橡胶衬层的变形最大; 4种衬层材料沿轴向和周向的压力分布趋势也较为一致,最大的压力值均出现在210°～270°之间,同时在270°～30°之间水膜压力波动较大。4种衬层材料的摩擦因数均随转速的增大呈现先增大后减小的趋势,其中丁腈橡胶的摩擦因数最大,超高分子聚乙烯的摩擦因数最小。     

挂钩式防电梯层门靴脱槽装置摆锤冲击有限元分析

针对《GB7588-2003电梯制造与安装安全规范》及其第1号修改单生效前国内已经投入运行的约400万台未考虑层门防撞性能的老旧电梯,设计了一种挂钩式防电梯层门靴脱槽装置,通过摆锤冲击有限元分析和试验结合的方式对比了加装前和加装后电梯层门的抗冲击性能,提取了挂钩式防层门脱槽装置结构的关键区域碰撞组件的载荷曲线,分析了该...