圆柱壳问题的稳定有限元法

讲座了关于圆柱壳问题的ＬockingFree有限元方法，得到了一种非标准混合有限元，这种有限元将离散剪应力和离散膜应力分为两部分，但仅将其中的一部分投影到低阶有限元空间，作者扩展了bubble函数的拉格朗日多项式有限元法逼近转角和位移，得到了与壳厚度一致无关的误差估计。     

圆柱壳非线性分析的环状样条超级单元

采用环状样条超级单元计算圆柱壳的非线性问题,该单元沿环向采用周期性Ｂ样条函数插值,轴向采用Ｈｅｒｍｉｔｅ插值．导出了用于非线性分析的增量有限元定解方程,最后给出了算例．     

具振荡边界的圆柱壳的动力稳定性

当一个壳体结构被安装到具有振动的结构物或基础时,由于必须满足位栘连续条件,因此壳体的边界运动引起了壳体本身的变形,当由此而产生的应力足够大时,壳体就会失去稳定。文献[1]证实了纵向相对于横向的边界振动对壳体的影响要明显得多。在本文里研究了具有纵向振动的边界条件下圆柱壳体的稳定性问题,本研究应用了Donnell方程及Galerkin方法。研究结果表明壳体的稳定与否取决于边界振荡的振幅与频率,以及与壳体的几何尺度和位移型式有关。本文最后提供了一个具体数值实例。     

弹性边界功能梯度石墨烯增强薄壁圆柱壳的振动特性

基于一阶剪切变形理论、Halpin-Tsai微观力学模型和Rayleigh-Ritz法分析FG-GPLRC圆柱壳振动特性。为满足复杂的使役环境,引入人工弹簧技术,分析GPLs质量分数、分布模式和层数等参数对壳体结构振动特性的影响,探究弹性边界条件下周向波数、轴向半波数和固有频率之间的规律。研究结果表明,GPLs作为增强体可以显著提高基体的力学性能;分布模式对薄壁圆柱壳的固有频率有重要影响,GPL-X分布模式的固有频率最高;固有频率随层数的增加变化趋势减小。     

弹性地基上圆柱壳的稳定性

对弹性地基上轴压和侧压圆柱壳的稳定性进行了分析,提出了壳体在弹性地基上的临界载荷的新算法。     

圆柱壳结构振动特性研究

利用有限元法研究了圆柱壳结构的振动模态特性，分析圆柱壳结构参数对振动模态的影响，数值计算结果表明，随着管道直径的增大，模态密度会增大，并且周向频率存在着置换性等特点。研究得到的圆柱壳结构的周向和轴向模态的变化规律，为管道系统的动态可靠性设计提供理论依据，     

核爆条件下土中钢质圆柱壳动荷载计算方法

为研究核爆条件下土中钢质圆柱壳动荷载的计算问题。采用核爆模拟装置进行了爆炸荷载作用下密实砂土内钢质圆柱壳模型试验,得到了有关动压力的时程曲线。试验表明钢质圆柱壳结构的动压力分布不同于钢筋混凝土结构,其中密实砂土中钢质圆柱壳的底部压力大于顶部压力。在试验基础上,通过动力有限元数值模拟,得到了核爆条件下密实砂土和软粘土两类地层的圆柱壳动荷载分布规律与计算方法。综合试验和数值模拟结果,结合现行设计规范方法,给出了全埋钢油罐动荷载的工程实用计算方法。     

刚体位移对壳单元分析的影响

给出了等参单元中补充刚体位移的又一方法，通过算例分析说明了刚体位移对壳单元解的收敛性影响。     

芯材增强对夹层圆柱壳屈曲性能的影响

应用有限元软件ANSYS,将表层和芯层的增强材料与芯材分开,采用8节点SOLID45实体单元,对增强型夹层圆柱壳建立物理模型,计算结构弹性屈曲的临界载荷。分析树脂量对提高点阵式及齿槽式增强圆柱壳轴向稳定性的作用,考察树脂材性、尺寸及分布等参数对屈曲载荷的影响,并将2种增强方式进行对比。结果显示:树脂柱以及树脂齿槽均可提高圆柱壳的抗屈曲性能,其中树脂材性对圆柱壳屈曲载荷的影响有限,而树脂柱和齿槽的疏密程度对圆柱壳的轴向承载能力有着明显的改进作用。总体上,齿槽式的增强效果比点阵式增强效果要好。     

声吸收边界附近圆柱壳自振特性分析

结合波传播法和虚源法,提出了分析声吸收边界附近圆柱壳的固有振动特性的解析方法,并考虑了声吸收边界的影响.通过与有限元仿真方法进行对比分析,验证了方法的有效性.数值计算表明:与无限域中圆柱壳固有振动特性相比较,当圆柱壳靠近声吸收边界时,圆柱壳模态频率将明显减小;声吸收边界对圆柱壳模态频率特性的影响随着壳体与边界之间距离的增大而逐渐减小,当壳体与边界之间间距大于5倍半径时,声吸收边界的影响可以忽略.此外,当圆柱壳靠近声吸收边界时,边界的声反射系数对耦合系统模态频率特性有显著影响.     

带肋圆柱壳结构强度灵敏性有限元法分析

采用基于有限元法的不确定性灵敏性分析方法对带肋圆柱壳结构强度的灵敏性进行分析研究.通过比较概率灵敏度图、散点图以及相关系数的计算结果,认为壳板厚度,均匀外压、肋间距、内径为影响带肋圆柱壳结构强度的灵敏性因素,其他因素为非灵敏性因素.因此,在对带肋圆柱壳结构进行可靠性分析与设计时,可以选择这4个变量为随机变量,其他变量作为定值处理,以减少随机变量的数目,提高分析效率.     

有限元分析中体元和壳元的连接

对三维体壳组合结构进行了深入的研究,提出了新的合理假设,并以该假设为基础,应一维２０节点等参元与退化壳元的连接建立了一组新的多点约束方程,考虑了壳元节点的法向变形,实现了体壳的良好连接,这是一种增扩自由度法,消除了常规方法产生的不合理附加和,从理论上完善了有限元分析中的体壳连接问题,具有极大的工程意义,此外,还捞 单元的特性,并给出了算例分析。     

激光辐照柱壳热应力的数值模拟

推导出激光辐照下三维圆柱壳体材料热应力分布问题的有限元计算公式,对热应力、热应变问题进行了三维有限元法的分析和编程计算,计算结果与理论分析一致.     

一个几何非线性空间变形曲梁元

本文以三角函数和幂函数的组合作为形函数,建立了一个能精确描述刚体位移的几何非线性空间变形曲梁元。算例表明该元素精度较高,收敛较快,适于和各种位移模式的壳元素相配合来分析复杂加筋板壳结构几何非线性问题。     

基于ANSYS有限元法的圆柱齿轮模态分析

齿轮作为机械传动中最重要的部件,在各个领域具有广泛应用,对其进行系统的模态分析具有重要意义.本文提出了一种基于ANSYS有限元法的圆柱齿轮模态分析方法.首先建立圆柱齿轮的三维模型,并通过属性选择、网格划分建立有限元分析模型,通过求解项的设置完成固有频率求解,从而获得圆柱齿轮的4阶模态振型,其求解结果能够有效避免共振危害的发生,对于齿轮的研发与设计具有重要参考价值.     

有限变形圆柱壳结构的运动学方程

以有限变形连续体的最小加速度原理为基础，导出了在任意位置受到横向集中动力载荷作用下的闭合圆柱壳的有限变形运动方程，该方程反映了膜力效应和转动惯性效应；推导过程直接、简便、不易出错，同时指出，所得到的控制方程对于描述有限变形的冲击动力学问题是适宜的。     

裂纹问题的一种边界元解

根据线弹性断裂力学分析中常用的叠加方法,把一个有限域内的裂纹问题分解成无裂纹部分和裂纹部分的叠加来求解.其法只需较少的离散单元就可达到理想的精度,是求解裂纹问题的一种简单有效的方法.     

基于共转法U.L.列式三节点壳元几何非线性有限元分析

以三维连续介质力学和虚功原理为基础,推导出增量U.L.有限元列式,该列式保留了大位移增量刚度矩阵项,通过对该刚度矩阵进行修正可使之成为对称矩阵.根据该增量U.L.列式,文中采用三边形的形函数推导了三维三节点壳元的切线刚度矩阵,并考虑了横向剪切应力的影响.在求解增量方程时,采用CR(Co-rotational)法,将刚体位移从节点位移增量中扣除,得到节点纯变形增量,利用小应变理论计算单元内力.编制了非线性有限元程序,通过算例进行了几何非线性分析,验证该理论的精确性、高效性和通用性.