截锥对称结合壳极限承载能力的实验和计算

本文首先分析了由两个截锥壳对称结合成的壳体在承受内压力时的实验结果,获得这种结合锥壳在抵达极限状态开始流动时的特点：结合边不作经向流动,而壳体相当于两个各自独立的底边固定的圆截锥壳。因此,不难用工作［１］和［２］的方法,推导得计算极限承的近似载能力公式（文中公式（２－６）和（２－７）。理论计算值和实验结果符合良好。     

几何形状变化对于结构承载能力的影响

本文根据Ｏｎａｔ等关于考虑几何形状变化对于结构承载能力影响的概念［１０］,用钱令希教授关于计算壳体极限承载能力的方法［１］分析了杆体结构,圆板轴对称变形,圆柱壳受环状集中力及均布法向载荷,圆锥壳受顶部集中力及内外均布压力等共１２个例题。每种情况都讨论和比较了载荷作用方式（载荷沿正向及反向作用）,壳体几何参数（长筒壳和短筒壳,尖锥壳和扁锥壳,较厚壳和较薄壳）对于几何形状变化效应的影响。其中简支圆板和圆锥壳的分析与我们的实验结果符合较好。     

锥柱结合壳转折区塑性极限分析

本文首先运用文〔１〕的方法研究了静水外压力作用下环肋锥柱结合壳转折区壳板的塑性极限承载能力，然后研究了凹式环肋锥柱结合壳转折区壳板连同结合处加强环的塑性极限承载能力，得到了上限解。理论计算结果和精车模型实验较好地符合， 对凸壳，偏于安全，对凹壳基本相符。     

均匀水压下环向加肋圆柱壳的极限分析

本文讨论在均匀水压下环向加肋圆住壳的极限分析。壳体两端为封闭,环肋的间距为均等。首先研究壳长为无限的情况,在Ｔｒｅｓｃａ屈服准则的线性化屈服面情况下,得到了极限分析的完全解。对一个有限长的加肋壳,这个解给出极限承载能力的偏于安全的下限值。但是如果将壳端最后一跨进行相应处理（适当变动肋距或变动肋面积）,这个解将给出有限长壳的正确的极限承载能力,这也是符合全部壳皮和肋骨同时进行流动的等强度设计的原则的。 文中引入壳皮参数,肋骨参数和极限压力参数,给出极限状态的上述参数间的关系式。 文中按壳体破坏时肋骨是否流动把加肋圆住壳分为“强肋壳”和“弱肋壳”,找到了区别这二类壳体的分界条件和相应的破坏形式。 对所讨论问题均作出数值计算曲线,并举例说明其应用。     

薄环板与扁薄锥壳组合结构在横向载荷作用下的非线性振动

从弹性壳体的无量纲控制方程出发,研究了一类薄环板与扁薄锥壳组合结构在横向均布载荷和温度载荷作用下的大挠度非线性振动问题.采用打靶法对周边固定的问题进行了数值求解,分析和讨论了组合结构的固有频率与外载荷、锥底和环板半径比例、扁壳锥度的非线性关系以及结构刚度的变化.     

以薄膜理论为基础的锥壳极限分析

本文研究锥壳受均布内压极限分析的一个途径。以薄膜理论的极限载荷为基础,考虑锥壳的实际支承条件进行弯曲效应的修正。并利用薄壳的厚度与底周半径的比值ｈ／ａ为小参数的特点,得到了非常简单的理论公式。和实验资料比较,效果良好。这公式是：其中σＴ大材料的屈服极限,γ为半锥角,ｈ为壳厚,ａ为底周半径,而为壳体的特征值;ａ＝１．４５或１．６５,分别相当于底周支承情况为不可移简支或为嵌固的情况。     

静水外压下环肋圆柱壳和斜圆锥壳的最轻重量设计

利用ＳＵＭＴ－ＤＦＰ法研究了静水外压作用下等间距“Ｔ”型环肋圆柱壳和环 肋斜圆锥壳的最轻重量设计问题．把环肋按其型号处理为循环变量．把壳板厚度和 环肋根数当作连续变量．根据给定的壳体半径、壳体长度及各种参数值，本文将求 出壳板厚度、肋骨根数及其型号（对斜圆锥壳还求出斜锥角），使壳体自重与其排 水量之比最小．最后确定结构尺寸时，将壳板厚度和肋骨根数取整并加以验算．     

具有不同表层夹层扁锥壳的非线性稳定性问题

研究了具有不同质、不等厚表层和软夹心的夹层扁锥壳在均布压力作用下的非线性稳定性,利用变分原理导出夹层扁锥壳非线性稳定问题的基本方程,采用修正迭代法得到临界屈曲压力的解析表达式,讨论了几何参数和物理参数对壳体屈曲的影响．     

扁壳极限荷载

本文对带边梁的方形底边四角支承的圆抛物面扁壳,问题进行了理论分析： （１）考虑壳与梁共同破坏,根据试验,拟定三种破坏圆形 （２）道出相应予不同破坏圆形的极限荷载 （３）分析了在何种条件下实现何种破坏。 本文结果也过用于有边拱扁壳     

冲击载荷作用下夹层扁锥壳的非线性动力屈曲

研究了夹层扁锥壳在三角脉冲冲击载荷作用下的非线性动力屈曲问题。基于Reissner假设和Hamilton原理,导出了夹层扁锥壳在冲击载荷作用下的非线性动力控制方程;采用Galerkin方法和Runge-Kutta方法对控制方程进行数值求解,得到非线性动力响应曲线;应用Budiansky-Roth准则确定了冲击屈曲的临界荷载;讨论了壳体几何尺寸和物理参数对夹层扁锥壳冲击屈曲的影响;数值算例表明本文方法是可行的。     

在一类均布荷载作用下的锥壳的极限分析

本文分析了承受法向和沿母线方向均布荷载的锥壳在不同支承条件下的极限承载能力。在摩擦角小于半锥角的情况下,给出了极限承载能力的近似计算公式。在切向力为零时,与现有的试验及分析符合良好。     

采用俞茂宏统一强度理论求解圆筒和球壳的极限值

使用俞茂宏统一强度理论,获得了薄壁圆筒的弹性极限压强和最小壁厚,并根据钢管与核心混凝土的横截面面积,求解了厚壁圆筒的纵向极限承载能力;按照俞茂宏统一强度理论,得到了球壳的弹性极限压强和最小壁厚。计算表明:对于薄壁圆筒,其弹性极限压强随中间主应力系数的增大而增大;当中间主应力系数很小时,弹性极限压强随拉压强度比的增大而略微减小,而当中间主应力系数较大时,弹性极限压强随拉压强度比的增大而增大;最小壁厚随中间主应力系数的增大而减小;当中间主应力系数很小时,最小壁厚随拉压强度比的增大仅有微小的增大,而当中间主应力系数较大时,最小壁厚随拉压强度比的增大而减小。对于厚壁圆筒,增加中间主应力系数或套箍指标都将提高其纵向极限承载能力;当中间主应力系数较小时,纵向极限承载能力随拉压强度比的增大而减小,而当中间主应力系数较大时,纵向极限承载能力随拉压强度比的增大而增大;塑性极限内压强随径厚比的增大而逐渐降低。对于球壳,其弹性极限压强随拉压强度比的增大而减小,最小壁厚随拉压强度比的增大而增大。     

水下爆炸环肋圆筒损伤特性实验及数值模拟

根据鱼雷舱段壳体的特点提出一种内部带有环肋、两端连接配重的缩比圆筒结构模型,针对模型的损伤特性进行水下爆炸实验,并利用Autodyn软件对实验进行数值模拟计算. 结果表明,圆筒在不同爆距下产生塑性变形和破裂的损伤形式;气泡上浮会改变二次压力波的初始方位,造成水平方位圆筒的非对称损伤形态;当爆距较小时,冲击波造成壳体局部凹坑或破裂,而二次压力波则造成迎爆面整体变形. 比较数值模拟与实验结果可知,计算模型能够描述冲击波对圆筒的作用特性.      

一种薄扁球壳的动力响应和屈曲的实验分析

本文对一种铝合金薄扁球壳进行了动力实验研究,用45号钢的平头圆柱弹体对壳顶以不同速度进行撞击。实验结果表明壳体上所形成的塑性环随时间的增长由其中心沿壳体子午线向其外围扩展;当弹体速度低于某一极限速度时,壳体顶点的残余变形和塑性变形区半径随弹体动能的增加近似成线性增大;弹速在62m/s的邻域,壳体发生屈曲。     

玻璃钢锚环承载性能的有限元分析

通过ABAQUS有限元分析软件建立了连续玻璃纤维缠绕的聚酯树脂基玻璃钢锚环的有限元计算模型,对玻璃钢锚环与金属夹片、钢绞线配合使用的支护系统进行了加载分析。通过改变玻璃钢锚环的半锥角,研究了玻璃钢锚环与夹片的锥角搭配对锚具承载性能的影响。计算分析表明,在300 k N载荷作用下,计算模型中锚环纤维方向承载性能良好;轴对称面内最大主应力集中在锚环与夹片接触面附近,此处小范围基体开裂对锚环承载性能影响不大;锚环对称面内剪应力大面积超出基体强度极限,是影响锚环承载性能的主要因素。当夹片半锥角为7°时,玻璃钢锚环半锥角为6.3°~6.5°能改善锚环的应力分布状态,提高锚具的承载能力。     

碟形扁壳在均布载荷作用下的非线性局部稳定

将自由参数摄动法与样条函数拟合法结合起来,研究了碟形扁壳在均布载荷作用下的非线性局部稳定问题,即壳体的起始失稳区域,以及该区域与几何参数的关系等问题。     

承压杆件、园环、园简壳和球壳承载能力的分析与计算

本文根据梁的极限弯矩原理,分析了承压杆件承载能力的变化规律,证明了压杆的强度问题,第一类和第二类稳定问题,从及梁的极限载荷都是同一个极限载荷方程在不同条件下的解。提出了用同一个数学函数来表示各种弹塑性材料应力应变的非线性关系,并用它来计算压杆临界载荷的可能性和现实性。本文还根据毛主席的实践和矛盾论的指导,论证了在均匀压力作用下的园环。园环壳和球壳的承载能力变化规律和压杆承载能力变化规律的共同性,得到了计算这些结构承载能力的统一计算公式;证明了这些结构的实际承载能力达不到经曲稳定理论计算指标的原因有二、其一是材料应力应变非线性关系的影响;其二是几何形状误差的存在。并用大量的数字例题,说明了计算公式的可靠性和使用的方便程度。文中还对结构承载能力的模型实验原理,反应验数据的整理利用作了一些分析:提出了实验时捨弃几何相似条件的可能性;燕说明了生产工艺规程对这些结构承载能力的影响。这些分析可供园筒壳和球壳的设计者和生产者参考。     

环肋锥-柱结合壳在静水外压作用下的弹性稳定性

本文提出了分析环肋锥－柱结合壳在静水外压作用下弹性稳定性的一个有效方法。该方法的基本思想是：（１）联合运用半弯矩理论和结合边附近边界效应理论；（２）利用以切向位移作为基本未知数的最小势能原理。所得到的临界压力表达式和熟知的圆柱壳 Ｍｉｓｅｓ公式相似。式中的特征值αＲ／Ｌ取代了Ｍｉｓｅｓ公式中的πＲ／Ｌ，α是一个与结合壳的几何参数有关的系数。因此，由这两个公式的类比引出了“相当柱壳”概念。 对于凹式锥－柱结合壳，从本文的基本方程式出发，用渐近分析的方法又一次导出了其几何构造上的一个不利形式。当这个不利形式被满足时，壳皮膜力抵抗失稳的能力将大大降低。凹式结合壳的这种不利形式早在我们的工作［２］中已经发现，这里又一次得到证明。     

碳纤维加固钢-混凝土组合梁承载力极限状态计算

碳纤维复合材料是进行桥梁维修和加固的理想材料,对采用碳纤维复合材料加固钢-混凝土组合梁桥的设计方法进行了分析。考虑桥梁结构带载加固分阶段受力的特点,与现行桥梁设计规范中承载能力极限状态计算方法相适应,首先基于平截面假设和碳纤维应变滞后的特点,确定承载能力极限状态下碳纤维片材的极限应变值,然后分别建立了碳纤维片材加固钢-混凝土组合梁在正弯矩区和负弯矩区抗弯承载力的计算图式和计算方法,可供桥梁加固工程设计参考。     

薄环板与扁薄锥壳组合结构在横向载荷和温度载荷作用下的大变形问题

研究了在横向均布载荷和温度载荷作用下的一类薄环板与扁薄锥壳组合结构的大变形问题.利用打靶法对周边固定和周边简支的问题进行了数值求解,在不同的锥底和环板半径比例、不同的扁壳锥度下,分析和讨论了载荷与中心无量纲挠度之间复杂的非线性关系.这种关系反映了一类组合构件在力学性质上与其组成元件显著不同的特点.