复合材料偏心加筋壳特性分析

用任意加筋壳单元研究了复合材料偏心加筋壳结构的特性．研究表明，在结构几何尺寸已经确定的情况下，可以调整加强肋骨的偏心量，以改变加筋壳结构内部的受力和变形；调整加强肋骨的布置方式也是改变加筋壳结构强度和刚度的有效方法．     

复合材料加筋层板的非线性稳定分析

本文采用有限元素注,对于具有初缺陷或偏心加筋的复合材料层板,进行了几何非线性问题的稳定性分析。层板(有或无平行筋条)的变形用拉格朗日座标系来表示。按照虚功原理建立了结构的非线性平衡方程,并用牛顿迭代法来求解。根据切线刚度矩阵的行列式为零的条件,得到层板的临界状态。我们分析了三个问题的计算结果,并得出了一些有意义的结论。      

复合材料层合锥柱结合壳的有限元强度分析

本文应用各向异性层合壳体理论的有限元位移法对层合锥柱结合壳进行了强度分析。给出了各向同性锥柱结合壳和复合材料层合维柱结合壳的数值结果。各向同性锥柱结合壳的数值结果和三维弹性理论的有限元法计算结果作了比较,两者符合得很好。复合材料层合锥柱结合壳的数值结果也和用轴对称曲壳单元程序的计算结果作了比较,两者也很一致。      

复合材料纵横加筋圆柱壳自由振动分析

使用能力法分析了两端简支复合材料纵横加筋圆柱壳的自由振动特性,从Love’s理论出发,分别计算壳体面板和纵横加筋结构的应变能和动能,在计算加筋结构应变能和动能时,将加筋结构的作用影响平均在整个壳体区域。然后代入Lagrange方程得到频率方程。通过比较,计算方法所得到的结果与文献比较吻合。采用平均法计算的结果比采用离散方法计算的结果偏小。还研究了壳体和加筋结构参数的变化对圆柱壳自由振动频率的影响。     

复合材料加筋圆拱壳的失稳特性分析

本文应用增量形式的拉格朗日列式法对其有纵横加筋的迭层圆拱壳在均布载荷作用下的稳定性进行了非线性有限元分析。文中应用Sander 壳体理论及横向剪切的影响, 推导了矩形壳元及与该壳元变形相协调的直梁元和曲梁元的切线刚度矩阵。编制了FORTRAN 计算程序。计算并分析了加筋拱壳的局部及整体失稳过程。      

复合材料加筋层合板的极限强度分析

基于更新拉格朗日格式,应用非线性层合三维退化壳元,结合有效的复合材料失效准则、刚度退化模型以及提出的刚度矩阵奇异判断准则,对复合材料加筋层合板在轴向载荷作用下的压缩极限强度问题进行深入研究。讨论了铺层方式、板厚等对极限强度的影响。通过与试验结果进行比较,表明基于提出的刚度矩阵奇异判断准则,结合增量更新拉格朗日格式下非线性层合三维退化有限元的计算方法,能有效计算复合材料加筋层合板的轴向压缩极限强度,并具有很高的精度。     

复合材料加筋板壳的承载能力问题

本文讨论了复合材料加筋板壳承载能力问题的复杂性,给出了计算复合材料加筋板壳承载能力的要点,计论了复合材料加筋板壳在面板局部失稳以后的有效刚度和有效宽度问题,指出了提高加筋板壳承载能力的主要途径。      

复合材料大变形任意加筋壳单元

构造了用于复合材料偏心加筋壳形结构大变形分析的任意加筋壳单元。在此模型中,肋骨连同壳的整体被视为一个单元偏心加筋壳单元。肋骨可放在壳单元内的任意位置和任意方向。所构造单元的特点是在网格划分时,可不必考虑肋骨的位置,这就给网格划分带来了很大的灵活性。在壳和肋骨的方程中,引用Von-Karman大变形理论计及几何非线性的影响,按照Mindlin-Reissner一阶剪切变形理论考虑横向剪切变形。     

复合材料加筋结构界面层间应力分析建模

通过采用将复合材料加筋结构在界面附近按照单层、在界面附近以外的区域处理为均质各向异性材料,建立了一种复合材料加筋结构界面层间应力分析的新模型。采用该模型大大减少了加筋结构分析时需要的单元数目,同时又能得出界面上的层间应力。算例表明这种建模方法是切实可行的。算例揭示出了界面上层间应力的分布规律,得出了一些重要结论。     

复合材料层合板壳的三维退化热壳元分析

根据壳元的几何形状规定, 推导了壳元几何关系公式; 假设温度沿壳元厚度是二次多项式分布, 在给定边界条件下, 推导了壳元温度函数表达式; 根据传热定理和有限元离散原理, 推导了复合材料热传导系数从材料坐标系到有限元分析的等参元正则坐标系的变换关系, 建立了各向异性复合材料层合板的有限元热分析列式; 通过积分变换, 推导了三维退化热壳元公式。在此工作基础上, 编制了有限元计算程序, 将计算结果和ANSYS 计算结果进行了比较, 结果吻合较好。经证明, 三维退化热壳元可以节省内存和提高计算效率。      

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.     

以复合材料层合板为面板的夹层板稳定性分析

本文构造了一个考虑面板抗弯刚度及耦合刚度的三角形复合材料夹层板单元,对复合材料夹层板的总体稳定性进行了计算和分析,讨论了面板铺设、夹心与面板厚度比对临界载荷的影响。本文还导出了复合材料夹层板内力与应变的关系式,分析并指出了即使夹层板总体铺设为对称铺设时忽略面板耦合刚度对临界载荷带来的影响。      

复合材料正交加筋层合圆柱壳结构阶梯式挖补修理的参数化研究

利用三维参数化有限元分析模型,对复合材料正交加筋层合圆柱壳结构的阶梯式挖补修理进行了参数分析.主要考虑了载荷情况、阶梯数、铺层顺序以及补片铺层错误等修理参数对阶梯式挖补修理结构胶层剥离应力和剪切应力分布情况的影响规律,并利用绝对值的平均值和均方差来描述胶层剪切应力剥离应力的分布情况,以确定最优的阶梯式挖补修理参数.基于该文建立的三维有限元模型可以深入地了解复合材料正交加筋层合圆柱壳结构阶梯式挖补修理区域胶层应力分布的详细情况,而且参数化分析结论也可为复合材料正交加筋层合板圆柱壳结构的阶梯式挖补修理方案的设计和分析提供参考.     

纤维增强复合材料迭层圆柱壳的几何非线性分析

本文从非线性弹性理论出发,在小应变、中等小转动的前提下,全面考虑了变形对于平衡方程的影响,导出了和传统理论不同的壳体非线性理论;并用摄动法和伽略金法分别求解了四边不可动固支正交各向异性复合材料迭层园桂壳块以及考虑横向剪切的四边可动简支园桂形扁壳的非线性弯曲问题。计算表明:变形较大时,变形对所有平衡方程的影响都是值得注意的。      

复合材料三角形加劲圆柱壳的总体稳定性分析

本文对三角形网格复合材料加劲叠层板进行了刚度分析。对这种材料制成的圆桂壳作了总体稳定性分析,得出了简化计算公式。      

复合材料层合梁和夹层梁屈曲问题数值分析

该文基于锯齿理论构造了两节点梁单元,并用此单元分析了软核夹层梁屈曲问题。该文使用的锯齿理论能够预先满足层间应力连续条件,并且未知变量的个数独立于层合梁的层数。为了说明锯齿理论的准确性,Reddy理论和一阶理论也被选择作为比较。数值结果表明:基于锯齿理论构造的梁单元能够准确的预测软核夹层梁的临界载荷,然而Reddy理论和一阶理论明显高估了此结构临界载荷。     

带肋简支层合板的弯曲分析

在本文的第二部份中指出:由于引入了位移函数,反对称角铺设层合板的原始微分方程组能转化成一个微分方程式.应用富氏级数得到了用肋条增强的反对称角铺设层合板的微分方程式的解,给出了数值算例.若将肋条略去,其数值计算与文献中的结果完全一致.在本文的第三部份中,由于引入了另一位移函数,任意正交铺设层板的微分方程组也可化成一个微分方程式,得到了用肋条增强的任意正交铺设层合板的解,解题的步骤与第二部份相同.      

含脱层纤维增强复合材料层合板在湿热环境下的屈曲分析

依据复合材料细观力学研究了含脱层的正交各向异性复合材料层合板的力学性能与温度和湿度的关系,在宏-细观力学模型框架下建立了考虑湿热效应的屈曲控制方程,利用空间上分离变量的方法求解了控制方程,得到满足连续性条件和边界条件的控制方程的解。通过含脱层的复合材料层合板的屈曲数值算例,综合讨论了几何参数、材料参数和湿热环境等多方面的参数变化对含脱层的正交对称铺设复合材料层合板的临界屈曲载荷的 影响。     

纤维增强复合材料层合圆柱壳的优化设计

本文从中面内承受轴向压力及从垂直于中面内的横向载荷考虑弯曲挠度和自振频率,综合研究了纤维缠绕层合圆柱壳的优化设计。