中厚球壳的轴对称变形分析

针对工程中常见的δ／Ｒ＝１／６￣１／１０的壳体，采用中厚壳的基本假定，整理和指导了基本方程，得出了在球壳轴对称变形的特定情形下，薄壳理论的全部公式与结论均适用于中厚壳的结论，从而为这种情况下薄壳理论的研究成果开辟了新的应用范围。     

压电层合板壳剪切变形理论

提出了一种压电层合板壳的一阶剪切变形理论,采用Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理、压电理论和层合板壳的一阶剪切变形板壳理论,推导了压电层合板壳系统的运动方程,根据一阶剪切变形理论,得到压电压合壳的应变位移关系;并由复合材料板壳的广义内力公式和压电本构关系,导出压电层合壳的广义内力－位移－电场关系;利用Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理进行了变化推导,得到压电层合板壳剪切变形理论的运动方程,以及力学和电学边界条件。该理论可应用     

基于相对自由度壳的非线性动态分析

为了简便有效地解决板壳结构的大变形问题 ,针对16节点相对自由度壳单元进行研究。该单元的位移场由壳的中面节点位移和上表面节点的相对位移组成 ,不带有转动变量。所有的研究都是基于完全的三维位移、应力、应变场。利用 Hu- Washinzu变分原理 ,采用拟应变法 ,对应变场另行假设 ,能够改善该单元在大变形情况下的计算精度。通过引入 Wilson非协调模式 ,构造了大变形情况下的拟应变场表达式 ,给出了该单元用于解决非线性动力分析问题的有限元求解方程。算例表明 :该文针对相对自由度壳单元提出的方法及推导的公式 ,能够解决壳的弹塑性大变形动力分析问题     

受内压热超弹性球壳的不稳定性

应用有限变形弹性理论分析了受内压作用的不可压热超弹性球壳发生非对称变形的不稳定性问题.当内压较小时，薄壁球壳发生对称的均匀膨胀变形；当内压大于某一临界值时，产生复杂的非对称变形，其一部分膨胀变形很大，而另一部分仅仅是轻微膨胀，且其形状逐渐远离球形，且此时的变形是不稳定的.厚壁球壳总是发生稳定的均匀膨胀变形.根据球壳的变形曲线，给出了球壳发生不稳定变形的临界厚度.同时，讨论了温度场对球壳变形的影响.     

圆柱壳剪变形理论的精度分析

本文首先探讨了控制微分方程组的加权残值法解,证明了其方差泛函I(u)的极值存在。接着又建立了圆柱壳的剪变形理论,并通过算例用上述方法对圆柱壳剪变形理论(其基本方法是由五个二元二阶偏微分方程联立而成的微分方程组)的精度进行了分析。结果表明:本文·提出的控制微分方程的加权残值法解是成功的;而且圆柱壳的剪变形理论有满意的精度。     

自由圆柱壳受冲击载荷作用的动力响应仿真分析

以自由圆柱壳为对象,利用大型有限元程序LS-DYNA对自由柱壳在其中心部位经受刚性、平头弹体侧向冲击时的动力响应问题进行了仿真分析,得到自由柱壳在侧向冲击时的变形历程和最终的变形模态以及能量分配等方面的相关结果,分析了自由圆柱壳对冲击载荷的响应特点,为进一步的理论分析提供参考。     

单壳体潜艇球柱组合壳结构强度特性研究

针对单壳体潜艇的球柱组合壳结构的强度特性,分别采用无矩和有矩理论建立了结构构件的力学模 型,推导了结构位移和转角的精确解.结合连接处的变形协调条件,给出了组合壳结构连接处的位移和转角公式.通过实例计算,分析了各项结构参数变化对组合壳强度的影响,结果表明:组合壳结构中的轴向力是诱导结构变形的主要因素,在连接处附件结构将产生两个变形拐点,其中近柱壳拐点为危险点.     

可压缩层合橡胶材料构成的柱壳的有限变形问题

以非线性弹性力学的有限变形理论为基础,建立了一类可压缩橡胶材料组成的层合柱壳受内外径向压力时的对称径向有限变形问题数学模型,得到了柱壳的径向变形方程组,并由此得到了模型的参数型解析解,最后给出了确定参数的有效途径。     

功能梯度圆柱壳轴对称弯曲的解析解

研究功能梯度材料圆柱壳在内压作用下的弯曲变形问题. 基于经典线性壳体理论,假设功能梯度圆柱壳的材料性质为沿厚度方向按幂函数连续变化的形式,推导出以位移为基本未知量的功能梯度材料薄圆柱壳轴对称变形的控制方程.采用解析方法求解,得到圆柱壳轴对称弯曲的解析解.分别在两端固支和两端简支边界条件下,给出圆柱壳的变形和内力的分布曲线,分析和讨论材料梯度变化参数对变形和内力的影响.结果表明,在内压作用下,两端简支和两端固支壳的变形随着体积分数指数的增加而减小.     

基于实体壳单元的板壳非线性变形分析

将实体壳单元模型引入显式有限元方法,通过添加12个改善拟应变参数弥补变形缺陷解决闭锁问题,并利用共旋理论和径向返回迭代法更新应力.利用这种基于显式算法的实体壳单元模型对板壳结构非线性变形的标准算例进行计算,并与实体单元及壳单元计算结果进行对比.结果表明,该实体壳单元具有较高的计算精度,可有效地解决板壳非线性大变形分析问题.     

侧压下含缺陷功能梯度材料圆柱壳的屈曲

本文采用圆柱壳Donnell方程和前屈曲一致理论,研究了侧压作用下含缺陷功能梯度材料圆柱壳的屈曲问题,计及前屈曲效应和材料物性温度相关性的影响,结合伽辽金原理,给出了功能梯度材料圆柱壳的临界屈曲条件。数值结果考虑了缺陷、组分参数、温度和壳体尺寸对屈曲的影响。     

均布外压下加筋碟形薄壳的弹性屈曲

本文采用非线性前屈曲一致理论分析均布外压下加筋碟形薄壳的弹性屈曲问题,建立了这类壳体的能量表达式和屈曲方程。在求解过程中考虑了壳体厚度、加强筋布置状况及尺寸变化的影响。数值分析结果表明,所导出的算法具有较好的精度和收敛性,计算过程简单方便。     

钢丝编织高压胶管的力学性能及破坏强度

应用连续介质力学有限变形基本理论和超弹性理论,建立钢丝编织胶管的多层圆筒模型,得到了胶管变形和应力分布与内压的关系,分析了胶管的变形、应力分布和破坏强度等力学性能,并且讨论了钢丝层的弹性模量、胶管的轴向伸长等材料或几何因素对其变形、应力分布和破坏强度的影响.     

轴压功能梯度材料圆柱壳的弹、塑性屈曲分析

功能梯度材料板壳弹性屈曲领域研究已取得许多卓有成效的成果,而弹塑性、塑性屈曲问题的研究却鲜有报道。针对功能梯度材料圆柱壳的弹、塑性屈曲问题,采用有限元软件ABAQUS开展了数值模拟与分析。分析中采用叠层模型,定义材料沿厚度方向的梯度特性,计入材料的物理非线性和前屈曲几何非线性的影响。计算得到弹、塑性功能梯度材料圆柱壳的屈曲临界荷载和变形模式,给出了壳体从弹塑性屈曲到塑性屈曲的转化过程,并对屈曲类型对应的区域进行划分,研究了壳体厚度、组分参数对屈曲临界状态的影响。     

考虑卸荷及变形影响的基坑挡墙土压力

基于现行基坑支护结构设计采用的弹性支点法对墙后主动区土压力采用经典的朗肯土压力理论,没有考虑墙体变形对墙后土压力的影响,墙前被动区也只考虑了位移的线性影响,根据基坑挡墙前后土体的应变状态模式假定,采用不同卸荷应力路径试验得到土体应力应变关系,建立考虑卸荷及变形影响的非极限主动、被动土压力计算公式.然后,对公式参数的取值进行讨论.研究结果表明:该计算公式不仅考虑了卸荷应力路径,而且能够反映变形对土压力的非线性影响.     

盾构机刀盘与土体相互作用模拟分析

土压平衡盾构机的安全掘进施工主要依赖于盾构机刀盘与土体的相互作用,使得地表的变形得到有效控制。基于Rankine的土压力理论,研究了盾构机刀盘合理土压力的设置问题,模拟了盾构机刀盘与土体的相互作用。研究表明,仅从保证地表既不隆起又不沉陷的约束条件考虑,掘进工作面从主动土压力到被动土压力存在较大的范围。考虑到减少刀具磨损和节约能源问题,推荐理想的掘进工作面土压力为静止侧向土压力。     

对深基坑侧土压力计算理论与方法的分析和建议

建立在古典土压力理论基础上的深基坑侧土压力计算理论和方法,没有考虑围护墙的变形过程,普遍忽视了水的渗流效应及坑底土的超固结影响. 通过深入分析这些问题,消除了目前对土压力计算存在的模糊认识;对涉及以上几方面的土压力计算理论与方法提出了建议.     

沿空留巷围岩结构灾变系统及控制力学模型研究

运用实用矿山压力控制理论建立了沿空留巷开采灾害系统模型,提出了无煤柱沿空留巷大、小结构理论,修正了内应力场范围计算方法,建立了给定变形、限定变形2种留巷结构力学模型.研究表明:沿空留巷巷道围岩大结构是指应力拱内岩梁,小结构是指巷旁充填体、顶煤、煤帮、直接顶、底板等锚固结构,二者力源来源于应力拱内岩层,其中巷旁充填体力源为裂断拱内裂断岩梁,煤帮力源来源于应力拱内岩梁作用;内应力场范围是传统范围求解的1.4倍;沿空留巷限定变形状态承载体承担起大结构内覆岩运动产生的作用载荷,对巷道进行支承保护作用;给定变形状态承载体(护巷煤柱或充填体)不承担大结构内覆岩运动产生的作用载荷,仅承担支承范围内直接顶载荷,并对巷道进行密封保护、隔绝采空区作用.     

岩层明显运动时间效应分析

 基于应用“以岩层运动和支承压力分布”为核心的矿山压力控制理论，建立了采场结构力学模型和留巷结构力学模型，阐述了垮落带厚度确定方法，推导了煤矸石压缩前后变形量求解公式，分析了采空区煤矸石压缩和留设巷道围岩变形压缩作用力的来源；利用自制的煤矸石压密试验设备和MTS 815.03电液伺服万能试验机对3种粒径等级（10—20mm、20—30mm、30—60mm）煤矸石的压缩特性进行了系统性研究，得到了煤矸石在不同单轴压缩条件下的碎胀特性、碎胀系数与应力关系曲线，以及压缩过程中的时间相关特性。研究结果表明，采空区煤矸石压缩作用力主要来源于采场裂断拱内岩层重量；煤矸石压缩至密实状态变形量大约为0.3m_Z；煤矸石压缩曲线符合对数函数关系；试验结果与现场数据基本吻合。     

注射压力对塑料模具型芯偏移量的影响

具有型芯的模具,在注射压力的作用下,将使型芯产生一定偏移,引起塑件变形。分析注射压力对模具型芯偏移量的影响,根据材料力学理论基础,推导出圆形截面型芯和矩形截面型芯最大弯曲变形的计算公式,为合理确定型芯尺寸提供了理论依据。