正交各向异性圆柱壳的弹塑性屈曲分析

应用能量原理和正交各向异性材料的混合硬化本构关系,推导出在两端简支条件下轴向压缩圆柱壳的弹塑性临界应力表达式。计算了相应的临界应力。讨论了几何尺寸,材料性能等因素对临界应力的影响。计算结果表明,几何尺寸对弹塑性临界应力的影响较小,而材料的力学性能对弹塑性临界应力有较大的影响。     

层合板壳的概率有限元分析

为研究复合材料壳体的某些随机性, 本文考虑了复合材料壳体的层角、层厚和材料常数的随机性。针对这一具体情况, 对应力-应变阵、刚阵和位移矢量等进行了台劳展开, 取其二次近似式, 应用二次摄动法, 求出响应的确定解、一次感度和二次感度, 然后由统计理论及可靠性理论, 求出响应的期望、方差、变异系数和可靠度等。以实现复合材料壳体的概率有限元分析。      

用样条有限点法分析正交各向异性层合板的振动与稳定问题

本文采用样条有限点法,对多种边界条件下正交各向异性层合板的振动与稳定问题,进行了系统的分析,编制了通用程度。计算结果表明:样条有限点法在分析计算正交各向异性层合板的振动与稳定问题时,具有自由度少、收敛快、精度高、计算格式简便,易于在微机上计算等优点。     

各向异性层合板弯曲刚度系数的反演分析

本文提出了通过测量位移来获取复合材料正交异性板的弯曲刚度系数的反演方法。给出了最小二乘法的迭代格式。详细讨论了不同的反分析模型对数值结果的影响以及数值解的收敛性及灵敏度系数计算等问题。应用实例表明,本文的方法是实用的、有效的。     

各向异性中厚度板壳的弹塑性大变形分析

本文提出了一个解各向异性中厚度板壳弹塑性大变形问题的一般有限元方法。几何非线性的描述采用Ｖ．Ｋａｒｍａｎ的位移应变关系；材料的弹塑性分析采用Ｈｉｌｌ推广的Ｈｕｂｅｒ－Ｍｉｓｅｓ屈服准则；借用Ｏｗｅｎ的剪切修正系数，正确计及了叠层复合材料壳体的横向剪切效应。特别是本文利用插值外推的思想，提出了一个带预测的弧长增量控制法，显著提高了计算塑性大变形和后屈曲路径的效率。几个数值算例表明本文给出的有限元方法对于各种各向异性壳体的弹塑性大变形分析有较好的精度。     

层合板壳稳定问题的样条函数解法

本文用样条最小二乘法求解任意铺层复合材料曲板壳的稳定问题，并对结果进行了分析。     

粘弹性复合材料层合板壳的动力稳定性分析

分析面内周期激励下粘弹性层合平板以及轴向周期荷载作用下粘弹性层合圆柱壳的动力稳定性。设粘弹性复合材料服从Boltzmann积分型本构关系，其松弛模量由Prony—Dirichlet级数表示，基于薄板与薄壳理论，分别得到对称正交铺设层合板与层合圆柱壳的微分-积分型动力学方程，并应用谐波平衡法直接求解，忽略积分运算所产生的衰减项，导出确定动力不稳定区域边界的特征方程。分析结果表明，主要动力不稳定区域的缩小与材料的粘性参数以及结构横向振动的基频密切相关。     

层合板强度分析的双增量法

本文提出了一种关于复合材料层合板强度分析的新方法——双增量法,并给出了双增量法的计算公式和编程方法。算例表明:双增量法不仅比单增量法具有更明确的物理意义,而且其计算结果更接近实测值。      

层合板分析的无网格局部Petrov-Galerkin方法

基于Kirchhoff均匀各向异性板控制方程的等效积分弱形式和对挠度函数采用移动最小二乘近似函数进行插值, 进一步研究无网格局部Petrov-Galerkin方法在纤维增强对称层合板弯曲问题中的应用。该方法不需要任何形式的网格划分, 所有的积分都在规则形状的子域及其边界上进行,其问题的本质边界条件采用罚因子法来施加。通过数值算例和与其他方法的结果比较, 表明无网格局部Petrov-Galerkin法求解层合薄板弯曲问题具有解的精度高、收敛性好等一系列优点。      

初应力最小二乘配点法解弹塑性轴对称问题

本文用初应力最小二乘配点法求解并讨论了承受均布及线性分布载荷的弹塑性轴对称问题，数字算例表明，此种方法是成功的，本文的计算程序可应用于工程设计计算。     

精确分析各向异性层合圆柱壳在轴对称载荷下变形

本文以级数形式给出各向异性层合圆柱壳在轴对称载荷作用下的弹性力学解,并分析了几组圆柱壳,所得结果与经典层合壳理论结果进行比较.      

样条高斯配点法解加劲板壳问题

本文提出样条高斯配点法解算加劲板壳的静力问题。文中应用双三次 B 样条函数作为试函数,由能量原理导出系统方程,在积分式中,使用了高斯分片积分配点技术。文末给出若干数值算例,计算结果,精度满意。     

复合材料层合板壳热弹性动力响应

本文提出了一个复合材料层合扁壳的位移场。据此导出了在力载和热载作用下的板壳运动方程。该位移场满足层间位移和横向剪应力的连续性,较充分反映了横向剪切对层合板壳力学行为的影响,但位移场的变量和运动方程均为五个,与一阶剪切变形理论相同。文中以暂态响应为例考察了横向剪切变形对层合板壳动力响应的影响,显着改善了解的精度。      

用减少弯曲刚度法研究非对称复合材料层压板的弯曲

本文用减少弯曲刚度法把考虑横向剪切变形影响的非对称层压板的弯曲问题形式上作为对称问题来处理,从而大大简化求解过程.从数值结果看,只要铺层数大于2,使用减少弯曲刚度法所产生的误差很小.      

复合材料板壳分析的样条有限点法

本文提出一个分析复合材料板壳的样条有限点法,建立了静力分析、热效应分析、稳定性分析及动力分析的新计算格式。这个方法是以B样条函数、高阶剪切变形理论及变分原理为基础而建立的,由于采用样条离散化,不存在剖分协调问题。利用这个方法分析复合材料板壳,不仅计算简便,而且精度也高。     

受压对称迭层矩形板的自由振动分析

根据受压的对称迭层矩形板自由振动的微分方程可以求得各种解析解来求解各种边值问题。迭层板有两种,一种是正交铺设,其方向与坐标轴平行,属正交异性板,当板的四边为简支时,可用双正弦级数来求解自由振动的各阶频率及其振型以及均匀受压的各阶临界载荷及其屈型。另一种是角铺设,属各向异性板,当两相邻边为自由,另两边为简支或固支时可用复数级数来求解其最低频率及其振型以及最低临界载荷及其屈型。此时其特征方程的根为两对复根,且可表成三角级数和双曲线级数,以满足边界条件。另外用代数多项式和双正弦级数组成的解来满足角点条件。在算例中计算了若干板受压或不受压的振动频率和临界载荷,并与其他文献进行了对比。     

各向异性复合材料对称角铺设层合板非线性弯曲强迫振动

笔者曾经研究讨论了各向异性复合材料反对称角铺设层合板的非线性弯曲强迫振动问题[1]。本文是这一研究领域的继续和扩展。在这里,笔者详细研究了各向异性复合材料对称角铺设层合板在简谐激振力作用下的非线性弯曲强迫振动问题,做了包括算例的全解析过程分析,得到了各向异性对称角铺设层合板在各种量级载荷作用下的幅一频关系,分析了对称角铺设层合板结构的铺设方向角对非线性弯曲强迫振动的幅一频关系影响,所求得的解析形式结果保证了结果的可靠性。本文无疑是对复合材料层合板非线性强迫振动问题研究的一个有意义的深入扩展,它们对于探讨其它复合材料结构的非线性动力问题具有一定的意义。      

复合材料层合板屈曲稳定性优化设计及其灵敏度计算方法

笔者在有限元分析基础上研究了以屈曲稳定性作为约束条件或优化目标的复合材料层合板结构优化设计及其灵敏度分析方法,重点讨论了屈曲临界荷载灵敏度对内力场和载荷的依赖关系及其在铺层优化、尺寸优化和形状优化问题中的不同计算方法,并在JIFEX软件中实现了复杂结构复合材料层合板优化设计方法。数值算例验证了本文算法和程序的有效性。