正交各向异性的多层、夹层和加筋扁壳的弯曲、稳定和振动

本文在文献[1]的基础上,探讨了四边简支的正交各向异性的多层、夹层和加筋的矩形扁壳,在考虑沿壳厚方向剪切变形时的应力、变形、稳定和固有振动频率的分析和计算问题。给出了复合材料扁壳(1)在薄膜力N_x~0,N_y~0,N_(xy)~0作用下临界载荷的算式;(2)在各种外载荷q_x,q_y,m_x,m_y,q_z作用下应力和变形的算式;(3)在初始薄膜力作用下,考虑惯量,Q和I时固有振动频率的算式。根据这些算式编成计算程序,即可计算在给定参数下所需的结果,也可变化参数以寻求最佳的设计方案。本文采用u_0,v_0,γ_x,γ_y和w作为广义位移,所得算式适用于各种剪切刚度的情况。对于经典理论的情况,也给出了相应的算式。     

加筋圆柱曲板的侧压稳定性

本文对四边简支加筋圆柱曲板在侧向压力作用下的弹性稳定问题进行了计算。把加筋曲板作为各向异性曲板处理,考虑加筋位置偏心及筋条抗扭刚度的影响,在经典简支和直边顶住简支两种边界条件下,采甩线性理论。对有关参数进行分析,找出影响临界载荷的主要参数,给出便于使用的曲线。      

加筋圆柱曲板承载能力计算和实验结果比较

本文用文献[1]的方法,对文献[2,3,7]中的一百多个在轴压、侧压和剪切载荷作用下的加筋圆柱曲板试件,作了承载能力的计算,和所引文献的实验结果作比较表明,在绝大多数情况下,符合良好,说明这种方法有效,具有实用价值。     

复合材料夹层板的振动及阻尼分析

本文对复合材料夹层板的动态问题提出了一种新的位移修正模式，该位移模式包括了面板的横向剪切变形及夹芯的剪切变形，以此位移模式进行了有限元分析，给出了形成阻尼矩阵的方法。文中还分析了夹层板的阻尼比ψ与夹芯厚度ｈｃ，夹芯材料的阻尼损耗因子β以及夹芯剪切模量Ｇ之间的关系；算例与实验结果的对比表明：本文提出的计算方法可以给出满意的数值结果。     

环向加筋园柱曲板侧压稳定实验

一、前言加筋结构在航空工业和其它方面广泛采用。加筋园柱曲板在均匀侧压作用下的稳定问题,更是经常遇到又必须解决的问题。目前,这方面的资料很不完善,试验资料更为缺乏。曾对加筋园柱曲板的侧压稳定性进行了理论分析[1],[2],[3]。其中[1],[3]是将加筋曲板当作各向异性板处理。[1]假定屈曲前为薄膜应力状态,得到了相当简洁的公式;[3]是考虑了屈曲前变形的影响。[2]是考虑了加筋离散性的影响,并确定了各向异性曲板理论的适用范围。      

含初缺陷复合材料圆柱曲板的动力屈曲分析

基于修正的一阶剪切变形理论，利用Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理导出包含横向剪切变形和转动惯量的复合材料长圆柱曲板的非线性动力方程，通过将位移和载荷展开为Ｆｏｕｒｉｅｒ级数，把非线性偏微分方程组转化为二阶常微分方程组，并可由四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法数值求解，通过算例，讨论了有关因素对迭层复合材料圆柱曲板动力屈曲的影响。     

复合材料加筋板铺层优化设计的等效弯曲刚度法

借助于等效弯曲刚度法和遗传算法,建立了一种复合材料加筋板铺层顺序优化设计算法.等效弯曲刚度法基于层合板的弯曲刚度与其失稳载荷一一对应的关系,将任意铺层顺序的层合板等效成一个只有8层的对称铺层的辅助层合板,通过优化辅助层合板,得到层合板的最优弯曲刚度参数,最后以获得的最优弯曲刚度参数为约束应用遗传算法进行铺层顺序优化,获...     

夹层圆板的振动

本文讨论了夹层圆板的自由振动问题,利用修正迭代法得到了确定具有固定边界条件夹层圆板振动基频的解析表达式,并给出了数值计算结果.     

基于Zig-Zag变形假定的复合材料夹层板的自由振动

针对复合材料夹层板的实际变形特征，基于Zig-Zag变形假定和Mindlin一阶剪切理论，建立了复合材料夹层板自由振动的有限元模型，在该模型中分别对上、下面板和芯体建立了三个独立坐标系，使三部分的转角独立，为具有厚夹芯和软夹芯的复合材料夹层板的动力分析提供了一种更为准确的有限元模型；在此基础上推导了相应的刚度阵和质量阵，并采用子空间迭代法求解。夹层板的固有频率。通过典型考题证明了本模型的有效性。文中最后还通过参数讨论，研究了具有不同长厚比的复合材料夹层板基频的变化规律。     

基于Layerwise离散层理论的复合材料夹层板屈曲分析

复合材料夹层结构由于面板和芯层力学特性差异较大,屈曲分析时要分层考虑各层的剪切变形.基于Reddy的Layerwise离散层理论,假设每一层变形服从一阶剪切变形理论,在统一的位移场描述下,推导建立了一种用于复合材料夹层结构屈曲分析的四节点四边形板单元,并采用混合插值方法对单元的剪切锁定进行了修正.分别对三种典型的夹层板结构进行线性屈曲有限元分析,并将计算结果与文献中已有结果进行了对比.结果表明:论文的分析方法能离散考虑各层的力学特性,将结构离散为多层时,计算结果与三维弹性理论或高阶板理论吻合;将结构等效为单层时,计算结果与基于一阶剪切变形理论的文献结果吻合,验证了单元的有效性.     

夹层圆柱壳振动的谱有限元分析

从哈密顿变分原理获得夹层圆柱壳的运动微分方程和边界条件,将谱有限元法用于夹层圆柱壳结构,推导出不同周向模态下夹层圆柱壳单元的动力刚度矩阵和隐式动力形状函数,分析长径比、径厚比、芯表厚度比、芯表模量比对固有频率和模态损耗因子的影响.研究表明:小径厚比、大长径比及大芯表厚度比有利于抑制夹层圆柱壳振动.     

曲线加筋Kirchhoff-Mindlin板自由振动分析

相比传统加筋板,曲线加筋板能够更充分地发挥材料力学性能.在加筋板力学分析中,厚板通常采用Reissner-Mindlin理论,然而当板厚较薄时易出现剪切自锁,离散的Kirchhoff-Mindlin理论采用假设剪切应变场可避免该问题.针对曲线加筋Kirchhoff-Mindlin板自由振动分析,采用离散的Kirchhoff-Mindlin三角形单元和Timoshenko曲梁单元分别模拟板和加强筋,根据板的位移插值函数及筋板交界面的位移协调条件,建立基于板单元位移自由度的有限元方程.为了验证方法的有效性和准确性,采用直线加筋薄板、曲线加筋薄板和厚板3种模型进行算例研究,通过收敛性和精度分析来选择合理的有限元网格密度.直线加筋薄板前20阶固有频率均与文献结果吻合良好;曲线加筋板算例中,本文方法满足收敛条件的板单元数目为2469,Nastran模型板单元数目为6243;本文所得曲线加筋板固有频率与Nastran计算结果最大误差为3.4%.研究结果表明,本文方法无需筋板单元共节点,可使用较少的有限元网格数量,并能够保证计算精度;在离散Kirchhoff-Mindlin三角形板单元基础上构造Timoshenko梁单元可同时适用于曲线加筋薄板与厚板自由振动分析.     

静水压下加筋圆柱壳振动特性样条分析方法

本文用样条方法[1]分析了静水压下纵向加筋和环向加肋圆柱壳体的振动特性,文中导出的样条步长矩阵,将等步长样条推广为变步长样条,拓广了样条的使用。文中探讨了静水压对加筋圆柱壳振动特性的影响以及不同加筋对振动特性的影响,计算了几个模型,并与其它文献计算结果进行了比较。     

金属和复合材料加筋板壳承载能力的计算

本文探讨有缺陷的金属和复合材料加筋板壳的面板在局部屈曲前后的有效刚度问题,给出了金属和复合材料的加筋平板和圆柱曲板在外载作用下面板先发生局部屈曲或局部屈曲载荷与整体屈曲载荷相近时承载能力的近似计算方法。     

屈曲前变形对加筋圆柱曲板侧压稳定性的影响(线性一致理论)

一、前言航空结构中,经常遇到加筋园柱曲板在侧压作用下的稳定问题。曾有许多作者[1],[2],[3],[4]研究过加筋园柱壳的弹性稳定问题,并讨论了加筋偏心的影响。[4]还考虑了屈曲前变形的影响。我们曾在[5],[6]中讨论过简支园柱曲板的侧压稳定问题。[5]是将曲板作为各向异性板处理,[6]考虑了加筋离散性的影响。但是,[5][6]均假定屈曲前,曲板为薄膜应力状态。由于简支园柱曲板,在侧压作用下,屈曲前已有弯曲变形,并非薄膜应力状态,因而理论分析与实      

功能梯度复合材料板壳结构的弯曲、屈曲和振动

功能梯度材料通常是由两种如金属和陶瓷复合而成的一种新型非均匀复合材料.由于在这种材料中,各组份材料的体积含量在空间位置上是连续变化的,其物理性能没有突变,因而可较好地避免诸如在纤维增强复合材料中经常出现的层间应力问题或降低应力集中现象.功能梯度复合材料目前已被发展用来作高温环境下的结构构件.本文对功能梯度材料板壳结构分析的研究现状进行了评述, 集中讨论线性和非线性弯曲、屈曲和后屈曲、振动和动力响应.涉及各种边界条件下薄板壳和中厚板壳受热/机荷载作用的情况,并提出需要进一步研究的方向.图0参82      

考虑芯层离散特性的方形蜂窝夹层板自由振动分析

针对方形蜂窝夹层板,考虑其离散的芯层结构形式,在经典夹层板理论的基础上,运用Hamilton变分原理导出了其离散结构形式的运动控制方程.该文以四边简支的方形蜂窝矩形夹层板为例,采用傅立叶级数和伽辽金法求解出夹层板固有频率的半解析解,并与有限元仿真结果进行了比较,两者吻合良好.该文还将夹层板与等质量的实体板固有频率进行了比较,讨论了夹层板芯层薄壁间距、厚度、高度以及面板厚度对其固有频率的影响.计算结果表明,夹层板相对实体板具有很大的刚度;芯层薄壁高度相对其它参数对夹层板固有频率的影响更大.     

复合材料加筋板连接剪切性能试验模拟

建立了带泡沫加筋的复合材料层合板连接件及试验夹具模型,用MSC.Nastran进行非线性有限元分析,模拟加筋层合板剪切性能试验,分析试验件过渡段和夹具刚度参数对剪切试验结果的影响,结果表明,考核区的应力随着夹具刚度及过渡段铺层的增加而减小,当夹具钢片厚度增大到15mm,过渡段铺层增加到考核区铺层的7倍时,考核区应力值较为稳定,可以作为工程试验夹具及过渡段设计的参考.     

复合材料加筋板极限压缩承载能力可靠性分析

基于Abaqus软件用户子程序,利用渐进失效分析方法对复合材料加筋板极限压缩承载能力进行预测。算例分析表明,对于加筋板1和2,本文方法给出的极限压缩强度与实验结果的误差分别为2.53%和1.68%。在结构可靠性分析过程中,为提高计算效率,利用屈曲载荷与极限压缩强度之间的关系建立功能函数,只需对极限压缩承载能力进行一次分析。对于加筋板1和2,本文方法相对经典可靠性方法的计算误差分别为-1.04%和-1.01%,计算时间仅为经典可靠性方法的1.18%和1.66%。