薄壁加筋圆柱壳稳定性分析及优化

为了提高薄壁加筋圆柱壳的屈曲承载力,首先,对受轴压作用下的薄壁加筋圆柱壳进行了稳定性分析,在相同体积以及筋条截面尺寸固定的情况下,进行参数化建模,分析了筋条数目对失稳模态和屈曲承载力的影响;进而,以加筋圆柱壳屈曲承载力最大为目标,以纵向筋数目、蒙皮厚度以及筋条截面尺寸为设计变量,建立了加筋圆柱壳等体积下屈曲承载力最大的优化设计模型,用ANSYS APDL语言建立结构参数化分析流程,实现了结构的自动重分析,并采用遗传算法求解优化模型.结果表明:筋条数目对失稳模态和屈曲承载力有很大影响;筋条数目有一个合适的范围,加筋过少,结构的屈曲承载力低于等体积下不加筋光滑圆柱壳的屈曲承载力;加筋过多,随着筋条数目的增加,结构的屈曲承载力也呈下降趋势;通过求解优化模型,可获得最优的筋条数目及筋条截面尺寸,使圆柱壳的屈曲承载力得到显著提高.     

加筋板结构后极限强度行为影响参数研究

为使船体结构的安全性设计得到有效技术支撑,通过ABAQUS有限元软件,对面内压力作用下的加筋板结构进行响应分析,得出加筋板结构在达到极限强度之后的载荷-位移关系曲线,即后极限强度行为.探讨了板厚、材料硬化率、边界条件以及初始缺陷等影响船体加筋板结构受损之后承载能力的重要参数.结果表明:加强筋数量的增加对于提高加筋板结构在给定变形下的承载能力有利,板厚的增加并不能有效改善结构受损后的承载能力.     

板壳加筋结构的组合优化

提出了一种将结构加筋布局优化和结构参数优化相结合的优化方法。该方法先对结构中的加强筋进行布局优化,然后再优化结构参数。在加筋布局优化中,用单元应变能密度灵敏度作为删除单元的准则。在参数优化中,目标函数和约束函数被近似地表示为二阶表达式,并用改进的DFP(Davidon,Fletcher and Powell)方法来求优化解。为了降低计算复杂度,采用组合近似(CA)方法对修改后的结构位移和应力进行重分析,并应用该方法对储水箱结构进行了结构优化设计。数值结果表明,该方法处理板壳加筋结构优化问题十分有效,而且容易在计算机上实现。     

多裂纹加筋板应力强度因子的解析解——Paris位移公式应用

运用解析方法求解多裂纹加筋壁板的应力强度因子,关键的问题是含裂纹板件(即加筋板的元件,筋条和板)位移场的计算。本文将求解含裂纹板件位移的 Paris公式引进普通的铆钉力法(解析法),从而形成了适用于求解多裂纹组合结构应力强度因子的推广的铆钉力法(解析方法)。文中多裂纹加筋板具体例子的计算表明,推广的铆钉力法计算简便,结果精度高,并且特别适用于组合结构结构参数影响分析和优化的研究。     

板壳加筋结构的组合优化

提出了一种将结构加筋布局优化和结构参数优化相结合的优化方法。该方法先对结构中的加强筋进行布局优化,然后再优化结构参数。在加筋布局优化中,用单元应变能密度灵敏度作为删除单元的准则。在参数优化中,目标函数和约束函数被近似地表示为二阶表达式,并用改进的DFP（Davidon,Fletcher and Powell）方法来求优化解。为了降低计算复杂度,采用组合近似（CA）方法对修改后的结构位移和应力进行重分析,并应用该方法对储水箱结构进行了结构优化设计。数值结果表明,该方法处理板壳加筋结构优化问题十分有效,而且容易在计算机上实现。     

自动铺丝变刚度加筋板结构承载能力分析

对自动铺丝带来的变刚度问题研究近期才引起关注,目前还处于探索阶段,变刚度加筋结构的工程应用仍需要大量的机理性探究作为数据支撑。基于分段线性化的离散思想和纤维平移法,使用Matlab/ABAQUS杂交建模法建立变刚度层板有限元模型。考虑材料刚度退化及筋条与蒙皮之间的界面损伤,基于Hashin准则编写的子程序,研究了变刚度蒙皮加筋板在压缩和压剪组合载荷下的承载能力。对比直线铺放加筋板和变刚度加筋板的载荷-位移曲线,证明采用合理的曲线铺丝设计,加筋板的承载能力可以得到显著提高,通过对几种加筋板在上述2种载荷工况下的渐进失效分析,研究了变刚度蒙皮加筋板的失效机理和其对整体承载性能的影响。实验结果表明:采取合理的变刚度蒙皮的方式能够较为显著地提高加筋板的刚度,提高结构的极限承载能力。     

基于SEA的加筋铝板声传输研究及仿真

运用统计能量分析方法,推导出加筋结构声传输函数,采用VA One中SEA模块对加筋铝板声传输损失进行研究,建立加筋铝板隔声计算的仿真模型。将仿真结果与已有文献试验数据进行比较,证明了采用加筋结构声传输计算模型研究其隔声特性的有效性并分析了相关参数对加筋铝板声传输的影响。研究结论为船舶加筋板的隔声设计提供了一定参考,尤其对铝合金上层建筑舱壁和围壁隔声护板的声学设计具有指导意义。     

等W綫最大应力准则在工程问题上的应用

引言近年来关于复合型裂纹扩展的讨论越来越引起重视,因为工程实践中大都是这类问题。例如船体和飞机结构的加筋板和加筋壳、螺钉孔销孔的斜裂纹,都是属于复合型裂纹问题。在这种情况下,简单受载型式的断裂判据已不再适用,需要应用新的断裂准则去解决此类工     

基于响应面法的船舶I型加筋板架轻量化设计

利用Ansys Workbench软件对船舶I型加筋板架进行有限元分析。建立优化数学模型,对板架的上板厚度、下板厚度、板筋高度以及板筋厚度进行优化。利用灵敏度分析法分析在重压载荷条件下相关结构对板架的最大变形以及质量的影响,并利用响应面法对板架进行优化。结果表明优化后的某I型船舶加筋板架质量减轻了21%,证明该方法可以实现船舶I型加筋板架的轻量化设计。     

固支加筋方板在均布冲击载荷作用下动态响应的相似畸变研究

通过量纲分析提出了不考虑应变率效应时固支加筋方板在均布冲击作用下动态响应的准确模型化试验方法.在此基础上,计及材料应变率强化效应,研究了固支加筋方板在均布冲击载荷作用下动态响应的相似畸变问题.通过在模型和原型之间建立一个修正模型,使修正模型和原型的最终变形相似,从而达到利用小模型试验预报大型结构冲击响应的目的.结论对指导加筋板横向冲击的模化试验具有借鉴价值.     

Improving the design of reinforcing frames by simulating the arch and peltate venation structures

Based on the analyses on arch and peltate venation structures, the design of reinforcing frames was improved. First, distribution rules of the arch structure were summarized. According to the load condition and the structure of the frame, a mechanical model of arch structure was devel- oped, and two solutions for the model were analyzed and compared with each other. Through the a- nalysis, application rules of arch structure for improving the design were obtained. Then, distribu- tion rules of peltate venation structure were summarized. By using the same method, application rules of peltate venation structure for improving the design were also obtained. Finally, mechanical problem of the frame was described, and rib arrangement of the frame was redesigned. A parameter optimization for the widths of ribs in bionic arrangement was also carried out to accomplish the im- proving design. Comparison between bionic and conventional reinforcing frames shows that the weight is reduced by as much as 15.3%.     

7．9Mn－1．4Si－0．07C钢高强韧机理研究

通过热轧、温轧、奥氏体化、两相区退火处理得到7．9Mn－1．4Si－0．07C钢板,该材料的拉伸强度及塑性随奥氏体化温度不同而具有显著差异．奥氏体化温度降低,室温下奥氏体含量升高,综合力学性能提高．当奥氏体化温度由900℃降低为800℃时,所得到钢板的奥氏体体积分数由15％增加到28％,拉伸强度由1150MPa提高到1340MPa,塑性由21％提高至27％．实验钢优异的力学性能源于其中大量的超细铁素体及奥氏体,细晶强化使其具有超高强度,铁素体基体及变形过程中奥氏体向马氏体相变提供了良好的塑性．基体组织中的位错强化,形变诱导马氏体转变的TRIP效应等是增强该钢板加工硬化能力的主要因素．     

横向磁场中导电梁式薄板的非线性振动分岔

在薄板的电磁弹性运动基本方程及电磁力表达式的基础上,得到了横向磁场和机械载荷共同作用下梁式薄板的振动方程,应用Calerkin法将梁式薄板的振动方程化为Duffing方程,同时将梁式薄板的非线性振动方程转化,通过求中心流形上流的方程得出分岔方程,讨论了系统的分岔并画出分岔图.     

含硼合金化高锰钢鄂板的应用研究

研究了合金化高锰钢鄂板材料的组织、力学性能,分析了其耐磨性,结果表明含硼合金化高锰钢鄂板.寿命较原来的普通高锰钢提高了2.3倍;合金元素B,Cr,RE改善了高锰钢的组织和性能,是颚式破碎机鄂板寿命提高的主要原因;合金化高锰钢的韧脆转变温度为-20℃.     

Three-dimensional analysis of functionally graded piezoelectric plate with arbitrarily distributed material properties

An orthotropic functionally graded piezoelectric rectangular plate with arbitrarily distributed material properties was studied, which is simply supported and grounded（electrically） on its four lateral edges. The state equations of the functionally graded piezoelectric material were obtained using the state-space approach, and a Peano-Baker series solution was obtained for the coupled electroelastic fi elds of the functionally graded piezoelectric plate subjected to mechanical and electric loading on its upper and lower surfaces. The influence of different distributions of material properties on the structural response of the plate was studied using the obtained solutions.     

木塑板力学性能试验研究与分析

为了研究木塑板在钢框架填充墙中的应用,首先对木塑板进行了抗压和抗弯试验研究,分析了板材的力学性能指标;然后采用有限元软件ANSYS,对这种木塑板进行模拟,验证模型的正确性．结果表明：木塑板虽是一种脆性材料,但它的抗压强度和抗弯强度能够达到工程要求,且具有良好的保温和防腐性能,因此研究木塑板填充墙具有重要的意义．     

Cr-Mo耐热钢复合板压力容器制造质量控制

从原材料控制、过程控制、成品控制等方面阐述了Cr-Mo钢复合板压力容器在制造过程中的质量控制,重点阐述Cr-Mo钢复合板的错边量控制、焊接以及通过焊后热处理来保证焊接接头力学性能符合设计要求.     

横观各向同性功能梯度圆板弯曲问题的精确解

对周边为弹性支承边界条件下的横观各向同性功能梯度材料圆板轴对称弯曲问题进行了分析.将位移函数写成傅里叶-贝塞尔级数的形式,根据横观各向同性功能梯度材料基本方程,并针对指数函数形式的梯度分布情况,对功能梯度圆板轴对称弯曲问题的位移和应力进行了精确分析.并通过具体算例,分析了在圆板上、下表面荷载作用下,材料性质的不同梯度变化对圆板结构响应的影响.分析结果表明,材料性质的梯度变化对圆板的力学性能有显著影响.     

钢板剪力墙的分类及性能

对钢板剪力墙结构进行分类讨论,分析了墙板本身的力学性能、使用性能以及与框架的相互作用;探讨了内嵌钢板与框架栓接或焊接的典型连接方式,并从制作安装、使用性能和对墙板性能的影响3个方面比较了栓接与焊接的优劣;分析了各类钢板剪力墙的特点和适用范围,为设计人员在工程应用中选择恰当的钢板剪力墙类型提供了参考。     

砌体墙板的平面外性能

基于三维匀质化方法,建立了砌体墙板的三维匀质化基本单元,将匀质化后的砌体墙看成四边有支撑的竖向平板,提出了运用板理论来研究砌体墙板的平面外力学性能的方法,且分别给出了薄板理论和中厚板理论下砌体墙板的匀质化模型,推导了在对应模型下的匀质化砌体墙板的跨中挠度计算公式,对120、180、240和370 mm厚的砌体墙在固定高宽比和变化高宽比下的跨中挠度进行了详细的对比分析,得出了2种理论对不同尺寸的匀质化砌体墙板的适用性.该方法具有一定的实用价值,完善了砌体分析理论.