高速船复合材料层合板非线性动力响应分析

研究了高速船复合材料层合板在冲击载荷作用下的非线性动力响应 .基于经典的层合板理论及板的大挠度基本假设 ,得到四边简支层合板的非线性运动方程及变形协调方程 ;用级数展开把非线性偏微分方程组化为易于求解的 Kronecker张量积形式的二阶常微分方程组 ,并由四阶Runge- Kutta法数值求解 .讨论了载荷形式对复合材料层合板动力响应的影响     

用Newton-Raphson法求解复合材料多层板壳大挠度非线性问题

本文在文献［１］的基础上,对复合材料多层板壳大挠度非线性问题建立了适合用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法求解的关系式。文中分析了四边简支的复合材料多层矩形扁壳,与小挠度线性理论解析解及ＡＤＩＮＡ非线性解进行了对比。结果表明,载荷较大发生大挠度时,本文的大挠度非线性解和ＡＤＩＮＡ非线性解非常接近,和小挠度解析解有较大差别     

弹性矩形薄板大挠度瞬态响应

本文对受均载的四边简支及四边固支均质正交各向异性弹性矩形薄板在支座受正弦激扰下的大挠度瞬态响应进行了理论研究,首先将控制方程和边界条件无量纲化,同时分别将挠度和力函数的解假设为在空间域上满足边界条件的双重梁函数级数形式,由于是动态,所以这些试函数每项的待定幅值都设为时间t的函数,然后用Galerkin法消去空间自变量函从而得到一组在时域上关于待定幅值的表为单自变量t的非线性常微分方程组。由于是非线性,所以它们是互相耦合的。最后,用变步长的Runge-Kutta法在IBM-5550计算机上求得瞬态响应的数值解。同时,作为正交各向异性弹性薄板的一个特例,本文对各向同性均质弹性矩形薄板在均布载荷下支座受到正弦激扰的大挠度瞬态响应进行了实验,测出了板的前四阶固有频率以及板振动的中心点最大挠度值。最后,将实验值与理论值进行了比较与分析。     

正交异性椭圆薄板大挠度问题的摄动变分解

选择中心挠度为摄动参数，利用摄动方法将正交异性椭圆薄板大挠度问题的非线性偏微分方程组逐级线性化，导出了各级摄动对应的几个线性偏微分方程组，然后再借助变分法求解，得到了均布载荷作用下正交异性椭圆薄板的载荷－挠度曲线。     

迭层复合材料圆柱曲板的非线性动力响应分析

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,并用四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ方法数值求解．通过算例,讨论了载荷形式、几何非线性、横向剪切变形以及辅层方式等因素对动力响应的影响．     

正交异性椭圆薄板大挠度问题的摄动变分解

选择中心挠度为摄动参数，利用摄动方法将正交异性椭圆薄板大挠度问题的非线性偏微分方程组逐级线性化，导出了各级摄动对应的几个线性偏微分方程组，然后再借助变分法求解，得到了均布载荷作用下正交异性椭圆薄板的载荷－挠度曲线     

矩形弹性薄板大挠度问题的控制方程及摄动展开

本文放弃薄板大挠度问题的ＶｏｎＫａｒｍａｎ方程，引入板中面体积应变ｅ及弯矩ｍ＝ｍｘ＋ｍｙ，重新导出了薄板大挠度问题的控制方程组。并以四边固定矩形板受均布载荷的大挠度为例给出了用摄动法求解的各级摄动展开表达式。     

含分层损伤复合材料圆柱壳非线性动力响应

基于一阶剪切变形理论,由Hamilton原理推导出包含横向剪切变形以及初始几何缺陷的圆柱壳非线性动力方程.复合材料圆柱壳上的初始几何变形以初始几何缺陷的方式描述并引入方程,针对破坏子层进行刚度折减,并求得脱层损伤的等效刚度矩阵.采用半解析法求解方程,其中位移及载荷沿周向级数展开,由Galerkin方法得到微分方程组,通过有限差分法求解;分析初始几何变形、伴随脱层及子层破坏等损伤形式对复合材料圆柱壳非线性动力响应的综合影响.     

正交对称层合板弯曲问题的近似计算及实验验证

本文利用最小势能原理，近似计算四边固定正交各向异性矩形层合板的挠度，并通过影像云纹法测得中心受集中力作用时四边固定碳／环氧正交铺设正方形层合板的挠度曲线，并与理论曲线相比较。     

正交异性变厚度圆薄板微分求积分析

根据正交各向异性变厚度圆薄板大挠度问题的基本控制方程导出了其相应微分求积法分析格式.在此基础上,求得了在均布载荷作用下本问题的数值解.所导出的非线性代数方程组用拟牛顿法求解.通过与修正迭代解的比较阐明了微分求积法作为一种简便的数值方法在求解一类具有规则求解区域的非线性偏微分方程边值问题中的计算效率.     

层合复合材料剪切板的屈曲和后屈曲

基于Ｋａｒｍａｎ型精化理论,给出了层合复合材料剪切板的广义Ｋａｒｍａｎ大挠度方程,并讨论了该方程在各种特殊情况下的一系列退化形式．依据非线性Ｋａｒｍａｎ方程,运用位移型摄动技术研究了单向轴压四边简支层合剪切方板和矩形板的屈曲和后屈曲性态．给出了针对几种特殊情况的典型算例,并与其他理论结果和数值解作了比较．分析显示Ｋａｒｍａｎ型一阶剪切板理论具有较高的精度．     

复合材料层合厚板后屈曲

基于Ｒｅｄｄｙ高阶剪切变形板理论,给出复合材料层合厚板在单向压缩作用下的后屈曲分析．分析中应用了由该理论导出的广义大挠度Ｋａｒｍａｎ型方程,考虑两种面内边界条件并计及板的初始几何缺陷．采用摄动法确定板的屈曲载荷和后屈曲平衡路径,给出四边简支反对称角铺设和对称正交铺设层合板的数值结果,同时讨论了横向剪切变形、长宽比、铺层数、面内边界条件和初始几何缺陷等各种参数变化的影响．     

强电场和机械荷载联合作用下轴对称压电层合圆板的非线性变形

本文研究可移简支及夹支边界条件下,轴对称压电层合圆板在强电场和机械荷载联合作用下的非线性变形,考虑电致伸缩的非线性压电效应及几何非线性,导出轴对称压电层合圆板的von Karman方程,利用幂级数法求解,得到强电场和均布载荷作用下的挠度、轴力及轴向位移的解析表达式,通过对双压电晶片执行器的数值计算及分析,得到线性与非线性模型之间的差别和适用范围。     

复合材料层合板应力分析的小波有限元法

为提高层合板数值计算精度和效率,基于复合材料层合板理论,采用同尺度不同阶数区间B样条小波(BSWI)尺度函数的张量积插值,构造满足节点位移、挠度及其导数连续性和兼容性的BSWI层合板单元转换矩阵,并从虚功原理出发,推导了层合板单元BSWI单元刚度方程,计算并分析了层合板承受轴向拉伸时对角线OA上各点挠度与板心O距离变化关系及应力、应变沿板厚分布规律.数值结果表明:BSWI有限元法在复合材料层合板应力分析方面,可用较少单元和自由度数获得较高计算精度.     

复合材料层合板的应力分析

根据文献[1]所建立的位移场模型以及相应的位移形式的平衡方程，对简支层合板受一般载荷作用下的问题简化成求解其代数方程组的问题，所计算的结果与相应的三维弹性解进行了详细地比较。     

复合材料层合板非线性后屈曲特性的研究

分析具有任意铺层的复合材料层合薄板在纵向压缩载荷作用下的后屈曲问题，并引用Von-Karman大挠度理论计算及几何非线性的影响，详细分析了影响简支矩形板后屈曲特性的因素。     

正交异性复合矩形板在横向压力和面内压缩作用下的后屈曲

本文讨论计及横向压力作用时,正交异性复合矩形板在面内双向压缩作用下的后屈曲性态.从正交异性复合板Karman 型大挠度方程出发,先用GALERKIN法将横向压力作用转化为初挠度影响,然后以挠度为摄动参数,采用摄动法,导得正交异性复合矩形板屈曲载荷关系曲线及后屈曲平衡路径.计算结果表明,有横向压力作用与无横向压力作用时,载荷关系曲线及后屈曲平衡路径都有明显差别.