水下FG圆柱壳临界载荷和固有频率预测方法

针对水下功能梯度(FG)圆柱壳振动预测方法的不足,提出了一种适用于水下FG圆柱壳的屈曲临界载荷和固有频率预测方法.采用Flügge理论和波动法建立静水压力下FG圆柱壳耦合振动特征方程,使用牛顿迭代法求出静水压力下FG圆柱壳的固有频率,进而得到FG圆柱壳固有频率的平方和静水压力呈线性关系这一重要结论.基于此结论,通过使用...     

弹性圆柱壳的振动优化设计

研究了在任意轴对称边界条件下的圆柱壳的自由振动优化设计问题，即寻求圆柱壳的最优厚度分布使自振基频极大化。利用半解析元方法分析轴对称变厚度圆柱壳的自由振动，将求解自振基频归为求解广义特征值方程，使圆柱壳振动优化设计成为极大化最小特征值问题。典型算例表明了本方法的有效性。     

轴向脉冲载荷冲击下弹性圆柱壳动态屈曲中的竹节现象

本文针对弹性圆柱壳在轴向脉冲载荷冲击下动态局部屈曲问题,提出一种新的方法,即哈密顿体系方法.通过构造哈密顿体系,在辛空间中将临界载荷和动态屈曲模态归结为辛本征值和本征解问题.发现圆柱壳屈曲的临界载荷被分为两类,其分别对应圆柱壳压缩屈曲和弯曲屈曲.辛本征解反映了局部的压缩屈曲模态和横向的弯曲屈曲模态.在物理上表现出壳体的压缩型竹节屈曲现象和弯曲型竹节屈曲现象.同时数值结果揭示了临界载荷和屈曲模态的规律及影响因素.     

水下圆锥壳临界载荷-频率特性分析

针对基于振动的数值仿真、振动实验预测方法的不足,基于振动的水下圆锥壳临界载荷预报具有结构无损的优势,提出了基于波传播法的水下圆锥壳失稳载荷的理论求解方法。通过建立静水压力下圆锥壳声-固耦合振动方程,并使用波传播法和Galerkin法求解不同静水压下的频率特性。在处理耦合面处流体声载荷时将锥壳分解为多个柱壳微段的流体载荷的叠加。通过对水下圆锥壳的固有频率和静水压力的关系研究,得出静压与固有频率平方近似呈线性关系这一重要结论,并通过线性拟合求出临界载荷。结果对比证实了方法的正确性,且具有简便、计算量小、易于参数优化的优点。     

圆柱壳大开孔极限载荷的试验

通过试验研究分别用两部弹性斜率、双切线法确定了内压作用下圆柱壳大开孔结构的极限载。同时，由爆破试验得到该大开孔结构的爆破压力及爆破发生的部位，结果表明，对于本文的研究的开孔率大于０．５的薄壁容器，其横向对称面上的极限载苛镁大于纵向对称面上的极限载荷，即纵向对称面是大开孔结构的薄弱环节。     

考虑缺陷的轴压功能梯度材料圆柱壳的弹塑性屈曲分析

针对功能梯度材料圆柱壳的考虑缺陷的弹塑性屈曲问题,采用有限元软件ABAQUS进行了数值模拟与分析。分析中采用叠层模型和TTO模型,充分考虑了材料的物性特性,即材料的物理非线性和前屈曲几何非线性的影响。计算得到缺陷作用下的弹塑性功能梯度材料圆柱壳的屈曲临界荷载和变形模式,研究了壳体厚度、组分参数对屈曲临界状态的影响。     

功能梯度材料圆柱壳基于变分渐近法的高保真简化模型

为有效分析涂覆型功能梯度圆柱壳顶面作用正弦荷载下的响应,基于变分渐近方法（VAM）建立高保真简化模型。根据Hamilton扩展原则建立功能梯度材料圆柱壳3维能量方程;利用壳体固有小参数将3维能量渐近扩展为系列2维近似能量方程,并将近似能量转换为工程常用的Reissner-Mindlin模型形式;提供重构关系以准确预测沿厚度方向的3维场分布。通过SiC-Al功能梯度面层-均质基层圆柱壳顶面作用正弦分布荷载的柱形弯曲算例验证,基于该理论和模型重构的位移和应力分量与3维精确解相一致;在应变很小时,可考虑任意大位移和全局旋转,并可准确捕捉翘曲几何非线性。     

功能梯度材料浅壳结构在弹性冲击下的动态响应分析

研究一个以功能梯度材料构成的浅壳体结构在受到弹性冲击后的动态响应.根据冲击方向的不同将问题分为浅球壳冲击问题与浅凹壳冲击问题.采用Mori-Tanaka法则得到功能梯度壳的局部属性分布;运用一般三阶剪切变形理论,结合Von-Karman方程和哈密顿原理得到壳体在冲击下的运动控制方程;使用有限差分法和Newmark法对问题进行离散,再采用有限迭代法求得问题的解,最后得到功能梯度壳在弹性冲击下的响应.对比功能梯度浅凹壳和浅球壳的响应结果,数值结果表明功能梯度浅凹壳表现出更好的抗冲击性能.     

基于改进傅里叶级数方法的旋转功能梯度圆柱壳振动特性分析

通过在功能梯度圆柱壳结构两端引入轴向、环向、径向和径向旋转四组约束弹簧刚度,统一考虑了的弹性约束边界条件,将功能梯度材料特性表示成沿壳体厚度方向的连续性变化,根据Love薄壳理论,采用改进傅里叶级数方法和Rayleigh-Ritz法相结合,推导得到旋转功能梯度圆柱壳自由振动的频率计算方程。通过计算分析,模拟了任意边界条件,研究了弹性边界约束对旋转功能梯度圆柱壳结构自由振动频率的影响。结果表明:边界约束刚度对于功能梯度圆柱壳结构固有频率敏感影响区域不同,径向弹性约束对频率影响较明显,环向弹性约束其次,轴向弹性约束对频率影响较小,而径向旋转弹性约束对频率几乎无影响。     

旋转功能梯度压电空心圆柱的精确

针对内外表面作用均布压力和电势的功能梯度径向极化无限长压电空心圆柱旋转问题,给出了其精确解.分析了旋转功能梯度压电空心圆柱内径向应力、环向应力及电势的分布情况,还研究了材料的非均匀特性、空心圆柱的内外径比率以及外加电势对机械场和电场的影响.通过设计合适的功能梯度形式、选择合适的内外径比率以及在内外表面施加恰当的外加电势能够达到改善旋转功能梯度压电空心圆柱的力学行为.得到的解可应用于沿径向按幂函数规律变化的旋转压电功能梯度空心圆柱构件的精确分析和优化设计中.     

复合材料圆柱壳受轴向冲击的弹性波传播

研究了Timoshenko型任意倾斜异性圆柱壳受轴对称冲击载荷作用的波动模型.通过坐标变换,给出了正交异性复合材料板斜绕的薄壁旋转壳无量纲形式的波动方程,并利用广义特征线法给出了沿特征线上的相容方程,得到了数值计算曲线.为这一类问题的研究提供了一种方法.     

弹性地基中变厚度圆柱壳的轴对称弯曲

圆柱壳是工程中常用的一种壳体结构(构件),但对于弹性地基中变厚度圆柱壳的研究却较少.在等截面圆柱壳初参数解的基础上,利用阶梯折算法和传递矩阵法,研究了弹性地基中沿轴向任意变厚度圆柱壳的轴对称弯曲问题,所得公式具有简捷、统一的特点,适合计算机编程.文末给出了算例.结果表明利用传递矩阵法分析变厚度圆柱壳是非常有效的.对沿轴向任意变厚度圆柱壳,可得到满意的计算结果;对阶梯型圆柱壳,可得到准确计算结果.这种分析方法还可以进一步推广到环向加肋的圆柱壳和变基床系数的弹性地基中圆柱壳的轴对称弯曲分析.     

用加权残值法求解加筋圆柱曲板的临界载荷

本文将加筋圆柱曲板简化为正交各向异性板，应用加权残值法的最小二乘高斯配点法给出了问题的临界载荷。     

轴压弹性圆柱壳中的非线性波及其混沌行为

采用环向对数应变引入非线性,建立了受轴压圆柱壳径向轴对称运动的非线性波动方程,借助约化摄动法(Reductive Perturbation Method,简称RPT)导出了非线性Schro。dinger方程.采用行波法给出了周期波解及退化条件下的包络孤立子解.引入阻尼和强迫力扰动,讨论了轴压圆柱壳中非线性Schro。dinger方程的混沌行为,给出了系统进入Smale马蹄混沌的临界条件.数值模拟结果验证了混沌现象的多样性和复杂性.     

非轴对称载荷下复合材料圆柱壳受力分析的有限环法

本文提出了求解复合材料圆柱壳非轴对称问题的有限环方法。在轴线方向将壳体离散成有限环,在环向采用Fourier展开。用Pascal语言编制了计算程序,在MC-68000计算机上对大口径玻璃钢管道实施了有限环计算。结果表明,该有限环法占内存小,运算快,简单实用,具有较好的收敛性和完备性。     

梯度功能材料热弹性应力的分析方法

本文介绍了近年来国外有关梯度功能材料热弹性应力问题的最新研究方法，并对其方法特点进行了评述。     

梯度功能材料轴承的热弹性分析

针对梯度功能材料圆柱壳的轴对称热弹性响应和球壳的球对称热弹性响应提出了简单而精确的解。类似于复合材料层合结构的研究，将梯度功能材料圆柱壳或球壳沿厚度分为若干层，各层视为均匀材料，从而导出温度解、位移解和应力解。只要层数足够大，其解将收敛于精确解。算例检验了解的收敛性，讨论了分层数的选取以及材料和结构参数对热弹性响应的影响。所述方法对非均匀材料结构的分析具有借鉴作用。     

功能梯度材料厚板的三维弹性分析

基于三维弹性理论给出了功能梯度材料厚板的基本方程,并用有限元软件-Ansys,采用三维各向同性有限单元,按照复合材料层合板模拟均布荷载下的厚板,讨论了四边简支的边界条件,梯度指数和板的厚宽比等因素对板的无量纲挠度以及无量纲应力的影响。三维数值模型给出的挠度和应力分布不同于基于Kirchhoff-Love直法线假设的经典层合板理论给出的挠度和应力分布。     

梯度功能材料热弹性应力的分析方法

本文介绍了近年来国外有关梯度功能材料热弹性应力问题的最新研究方法，并对其方法特点进行了评述．     

极限载荷方程在受外压圆柱壳承载能力计算中的应用

在文[1]极限载荷方程及解的基础上,结合分析大量实验资料,导出了确定极限弯矩系数S的公式,监提出了直接求临界压力修正系数η的方法(而不是分别求η_1,η_2两项修正系数)。文中提出工艺常数、材料常数两个概念,利用这两个常数,配合求η的公式,可以代替一般方法所采用的η_1、η_2两项修正,且较好地考虑了两者的互相影响。文中仅列举三十五个圆柱壳模型的计算结果与试验结果比较(我们实际计算了国内外所做的八批共八十九个模型与试验结果比较,除个别外误差均不超过10％),说明本文方法可作为一种工程计算方法使用。