柱壳结构外压稳定性分析的柱壳有限条元法

圆柱壳结构在各种工程建设中是一种广泛采用的结构形式 .而柱壳结构在外压作用下往往发生失稳屈曲破坏 ,在经济上造成极大的损失 .对于这类问题的分析 ,如果采用一般有限元法 ,无论在壳体几何形状模拟 ,还是失稳位形描述都将遇到难以克服的困难 .提出的半解析柱壳有限条元法 ,保证了壳体离散时几何形状表示上与实际结构相一致 ,并且具有失稳位形描述简单、计算自由度少、精度高、机时省等优点     

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。     

充液圆柱壳轴向冲击过程中内压变化的研究

目的 研究充满液体的圆柱壳轴向冲击过程中的内压变化规律。方法 基于圆柱壳受撞击后被撞击端做匀减速运动的基本假设。结果与结论 给出了计算液体压力的解析表达式,讨论不同几何以及物理参数对液体内压的影响。这对于分析冲击屈曲是非常重要的。     

柱壳纯弯曲内时弹塑性屈曲分析和计算

首次将内时理论应用于屈曲问题，由具有非保守性质的内时虚功变分方程，研究了柱壳在纯弯曲下的塑性屈曲响应。结果显示了卡门－钱学森关于屈由“跳跃理论”的性质，证实了湘利关于塑性屈曲临界载荷不唯一的提法，表明了塑性屈曲破坏是一个相继屈曲的过程。     

均匀轴压圆柱薄壳的稳定性分析

采用解析法、线性和非线性有限元法对均匀轴压圆薄壳的稳定问题进行了分析,就本算例而言,三种方法所得的初始屈曲荷载是近似相同的。非线性有限元分析显示,在后屈曲阶段的荷载位移曲线上形成了一段近似水平的曲线,与之对应的是一近似常量的后屈曲承载力通过对以往实验数据的统计分析,得到了计算屈曲力的经验公式,其结果经与非线性有限元法的分析结果比较,初步发现试验得到的圆柱壳的后屈曲应力而非其初试屈曲应力,从而得到了     

圆柱壳结构外压弹塑性稳定性问题的半解析有限元法

本文综合考虑了几何、物理双重非线性因素的影响,对圆柱壳结构在承受外压作用下发生失稳屈曲进行了研究。几何方程采用大位移的应变位移关系,物理方程采用弹塑性分析的应力应变关系,导出了圆柱壳单元弹塑性分析的切线刚度矩阵。计算中,为了追踪失稳屈曲完整的平衡路径,在位于极值点邻域内的每一增量步中,我们采用控制弧长约束下的增量一迭代法进行计算,使计算效率大大提高。     

含口盖复合材料圆柱壳轴压屈曲性能分析

对完整复合材料圆柱壳进行了轴向压缩破坏试验,得到了圆柱壳的载荷-应变曲线和破坏载荷,试验结果表明:在轴压载荷作用下,圆柱壳的破坏形式为屈曲破坏。结合ANSYS有限元软件对复合材料圆柱壳进行屈曲分析,有限元计算结果与试验结果一致,验证了模型和计算方法的有效性。利用所建立的模型,对圆柱壳的铺层顺序进行改进设计,分析了铺层角度对开口圆柱壳屈曲载荷的影响。在开口处加装复合材料口盖进行补强,计算了不同口盖铺层方式下的柱壳屈曲强度。计算结果表明:优化复合材料叠层顺序可提升结构的屈曲载荷,开口后圆柱壳的轴向屈曲载荷大幅降低,加装口盖可使开口圆柱壳的轴向稳定性得到有效的增强。提出了一种提高含口盖的复合材料圆柱壳轴向屈曲强度的改进设计方法,为复合材料壳体的稳定性设计提供参考。     

圆柱壳在静水压力作用下的弹塑性稳定

本文推导出大挠度圆柱壳在静水压力作用下弹塑性稳定问题增量形式的基本方程,并采用伽辽金配点法分析了两端简支圆柱壳的算例,所得计算结果与已有文献和实验结果基本一致。     

受轴压压缩GFRP圆柱壳渐进失效行为分析

对层状纤维复合材料ＧＦＲＰ圆柱壳受轴向压缩下的失效模式进行准静态下试验研究。研究此类薄壁结构的缓冲性能,分析其渐进压缩破损模式和整体破坏模式的形成机理。结果表明随着纤维铺设角度的改变其压缩失效模式发生变化,并影响结构的能量吸收能力,其破损匠主导形式与分层扩展强度,环向断裂强度和纤维与基体脱胶裂纹相关。     

充液圆柱壳轴向冲击过程中内压变化的研究

目的研究充满液体的圆柱壳轴向冲击过程中的内压变化规律.方法基于圆柱壳受撞击后被撞击端做匀减速运动的基本假设.结果与结论给出了计算液体压力的解析表达式,讨论了不同几何以及物理参数对液体内压的影响.这对于分析冲击屈曲是非常重要的.     

Stability of perfect and imperfect cylindrical shells under axial compression and torsion

Stability analyses of perfect and imperfect cylindrical shells under axial compression and torsion were presented. Finite element method for the stability analysis of perfect cylindrical shells was put forward through comparing critical loads and the first buckling modes with those obtained through theoretical analysis. Two typical initial defects, non-circularity and uneven thickness distribution, were studied. Critical loads decline with the increase of non-circularity, which exist in imperfect cylindrical shells under both axial compression and torsion. Non-circularity defect has no effect on the first buckling mode when cylindrical shell is under torsion. Unfortunately, it has a completely different buckling mode when cylindrical shell is under axial compression. Critical loads decline with the increase of thickness defect amplitude, which exist in imperfect cylindrical shells under both axial compression and torsion, too. A greater wave number is conducive to the stability of cylindrical shells. The first buckling mode of imperfect cylindrical shells under torsion maintains its original shape, but it changes with wave number when the cylindrical shell is under axial compression.     

复合材料加口盖柱壳的设计与分析

基于ABAQUS软件,建立了1/3复合材料加筋柱壳结构的有限元模型,并对其压缩性能进行了分析,结果表明:结构的破坏形式为压缩稳定性破坏。在此基础上,研究了口盖的材料、铺层、尺寸等对带口盖加筋柱壳压缩性能的影响,为满足工程需要提出了对柱壳结构开口尺寸及口盖设计的改进方法。通过对改进结构进行分析表明,将口盖铺层的纤维整体偏转25°,能够使柱壳屈曲载荷提高6.8%,口盖选用与基体结构相同的复合材料比选用金属材料好。在对质量要求不高的情况下,口盖材料可以用铝合金7075代替碳纤维复合材料。     

Buckling analysis of the shell of a refuge chamber in a coal mine under uniform axial compression

A stiffened cylindrical shell is normally used in refuge chambers of a coal mine.Based on the method of application and shape characteristics of a refuge chamber,we simplified its shell as an orrhotrop...     

轴压下大型薄壁圆柱壳的稳定性研究

承受轴向和周边径向压力的大型薄壁钢柱壳结构的稳定性分析是一个十分复杂的问题.根据理想壳体结构的屈曲平衡方程得出的临界应力,结合德国和我国的设计规范,通过有限单元法研究了初始缺陷、环向加劲肋间距、大开孔对薄壁圆柱壳稳定性的影响.结果表明:初始缺陷可使薄壁柱壳的极限屈曲应力降低至理想壳体临界应力的1/4以下;环向加劲肋间距的减小能够使得壳体极限屈曲应力显著增加,进而大大地提高了壳体的轴向承载力;大开孔的存在严重削弱了壳体的整体稳定性.上述结论对于薄壁柱壳的稳定性分析具有一定的理论意义和实用价值.     

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.     

双轴载荷作用下柱壳的塑性屈曲

采用各向异性刚线性硬化模型研究了柱壳的塑性屈曲问题，当把本构方程的起算点设置在线硬化的起始位置时，本构方程具有线性形式，基此建立了柱壳屈曲的基本方程，并用它求解了四边简支柱壳在双轴载荷作用下的屈曲问题，在弱各项异性情况下获得了最小屈曲载荷的解析表达式．     

Q420镀锌焊接圆管轴压整体稳定试验研究

为了研究Q420高强度镀锌焊接圆钢管轴压柱的整体稳定性能,进行了轴压静力试验,研究了失稳破坏形态和极限承载力,通过计算得到其稳定系数φ,并与现行钢结构设计规范的柱子曲线进行对比．结果表明,试验实测得到的稳定系数φ明显高于我国现行钢结构设计规范所规定的焊接圆钢管所在的b类截面柱子曲线,甚至高于a类截面柱子曲线;同时,对镀锌与未镀锌圆钢管柱的轴压受力性能进行对比分析,结果表明,焊接圆钢管试件经过热镀锌处理之后轴压整体稳定承载力有所提高．     

含轴向裂纹圆柱薄壳动态特性的有限元分析

轴向裂纹的存在而导致了圆柱薄壳在裂纹附近区域的局部振动,其动态特性发生了显著的变化。采用有限元方法研究了轴向裂纹尺寸对薄壳固有频率以及振型的影响规律,研究了局部振动具有自己的固有频率与独特的振型及其随裂纹长度变化的规律,解释了在相同的壳体原有振动中有可能出现裂纹长度增加而固有频率却反而上升的现象。将计算结果与实验结果进行了对比,二者吻合较好。     

Axial impact response of composite cylindrical shell

０　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣｏｍｐｏｓｉｔｅｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌｓａｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｃｒａｓｈｗｏｒｔｈｙｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｙａｒｅｃａｐａｂｌｅｏｆａｂｓｏｒｂｉｎｇａｌａｒｇｅｍｏｕｎｔｏｆｅｎｅｒｇｙｕｎｄｅｒａｘｉａｌ...