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大挠度高阶剪切理论下复合材料圆柱壳的屈曲
引用本文:彭伟斌,朱森元.大挠度高阶剪切理论下复合材料圆柱壳的屈曲[J].导弹与航天运载技术,2001(2):24-28.
作者姓名:彭伟斌  朱森元
作者单位:1. 北京航空航天大学,
2. 中国运载火箭技术研究院,
摘    要:考虑到了横向剪切的作用,通过应用最小势能原理和能量变分方法建立 了复合材料圆柱壳的稳定性控制方程。大挠度高阶剪切理论下复合材料圆柱壳稳定性方程的一组非线性高阶常系数偏微分方程,包含了4个独立的函数,它们分别为横向挠度w和参考曲面的法线转角φx,φy,以及应力函数F。在位移场的表达式中,将轴向和周向位移对z进行泰勒展开,并且保留了前4项,在使得横向剪力满足在上下表面为零的条件下,选用了同一阶剪切理论相同的参数,即引入了参考曲面的法线转角φx,φy,避免了引入横向剪力修正系数。此方法地于夹层复合材料板壳和各向同性板壳同样适用。采用前屈曲薄膜假设,假设屈曲位移函数w,φx,φy,通过求解广州特征值来使得系数矩阵的行列式的值为零,得到的最小的广义特征值就是屈曲载荷。文中通过数值计算确定了位称项的合适的数目,并且将屈曲载荷计算值与实验值做了对比。

关 键 词:结构稳定性  圆柱壳体  复合材料  航天材料  大挠度高阶剪切理论
修稿时间:2000年8月28日

Buckling of Composite Cylindrical Shell with High Order Shear Theory
PENG Weibin,Zhu Senyuan.Buckling of Composite Cylindrical Shell with High Order Shear Theory[J].Missiles and Space Vehicles,2001(2):24-28.
Authors:PENG Weibin  Zhu Senyuan
Abstract:A stability governing equation of composite cylindrical shell is yielded by using the principle of the stationary value of the total potential energy, taking the effect of transverse shear into consideration. The equation is a group of high order nonlinear partial differential equations, including four independent functions, i.e. transverse deflection w, reference surface rotate angle φx ,φy and stress function F. With the same parameters as first order transverse shear theory, high order theory fulfils zero shear tractions on the upper and lower surface without using correction factor. The theory could be used in analysis of composite sandwich or isotropy plate and shell. With the given displacement functions w, φx,φy ,and applying Galerkin method,the buckling problem becomes getting general eigenvalue of the coefficient matrix. According to the calculation, the proper number of given displacement functions is 25. And the analytic buckling load is consistent with the experimental result.
Keywords:Structural stability  Cylindrical shell  Composite    
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