有初始缺陷的加肋薄壳的塑性稳定性理论

有初始缺陷的薄壳塑性屈曲问题同时包含了两种非线性因素：几何非线性因素和物理非线性因素。由于薄壳塑性失稳问题本身具有非线性和非保守的性质，再加上几何的和物理的这两方面非线性因素的交互影响，使这一问题的解决变得十分困难和复杂。 本文对于有初始缺陷的加肋薄壳在静水外压力下的塑性失稳提出一种理论分析方法。方法的实质是将这种塑性失稳的复杂的非线性问题用理论分析的方法化成为一系列的各向异性薄壳的弹性失稳问题；然后运用电子计算机来实现将一系列的各向异性线性弹性解去逼近一个非线性塑性解。这一方法曾用于解决环肋柱壳的总体弹塑性失［１］，肋问壳板弹塑性失稳，截顶环肋锥壳塑性屈曲；加肋柱形块壳塑性失稳以及厚壳塑性失稳等问题。这一方法的理论分析结果与实验结果比较符合［１］。 本文着重以环肋柱壳的塑性失稳为主要内容来说明这一方法的运用和结果。对于柱形块壳和环肋锥壳塑性屈曲只给出主要结果。     

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。     

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。     

面内受扭固支环板的塑性屈曲

用平衡路径分叉分析的方法分析了固支环板在面内扭矩作用下的塑性屈曲问题．在分析中考虑了由夹紧环板边缘所引起的径向压应力和环向压应力对屈曲临界扭矩的影响．结果表明，这种径向应力和环向应力的存在会使临界扭矩大幅度下降，用Ｊ２流动理论可以求得和实验值一致的临界扭矩     

柱壳轴向冲击屈曲实验研究及其应力波效应的分析

采用落锤及空气动力枪作为加载装置对铜、铝及钢质圆管进行了轴向冲击实验,得到了丰富的屈曲模态及冲击力时程曲线,并从应力波的角度定性地讨论了材料特性对圆柱壳出现塑性动力屈曲或渐进屈曲的影响,指出了高速撞击不是产生动力塑性屈曲的充要条件,对某些韧性材料撞击速度不很高时也能出现动力塑性屈曲.动力塑性屈曲和动力渐进屈曲形成条件应该是:前者仅仅是在一个持续的轴向塑性流动内能够产生,后者是塑性应变局部化的结果.     

理想刚塑性圆柱壳在轴向冲击作用下的动态非轴对称屈曲

采用包含轴向坐标ｘ和环向坐标θ的屈曲模态,通过最估模态的分析得到了理想刚塑性圆柱壳在轴向冲击载荷作用下,发生轴对称的及多种非轴对称屈曲模态时的临界速度,并进一步了临界速度与径厚比的关系。     

两种理论下矩形薄板的塑性动力屈曲研究

根据塑性形变理论和流动理论,利用相邻平衡准则建立了矩形薄板在阶跃载荷作用下的塑性动力屈曲控制方程,将临界力参数和动力特征参数作为一对特征参数求解.定量计算了两个特征参数的值和动力屈曲模态,并对两种理论下的计算结果进行了比较,同时分析了薄板塑性动力屈曲和弹性动力屈曲之间的差别,结果表明:流动理论计算的临界力参数大于形变理论计算值,而动力特征参数小于形变理论计算值,利用形变理论计算板的塑性动力屈曲时偏于保守;两种理论计算的板的塑性动力屈曲无量纲临界力参数和动力特征参数均大于弹性动力屈曲的相关参数.相比于流动理论计算结果,形变理论下薄板的屈曲模态峰值更加靠近受载端,说明形变理论下塑性波区对屈曲模态的影响较大.     

钢管塔环型加肋空间节点抗弯性能分析

为考察钢管环型加肋空间节点的破坏模式和抗弯性能,进行了静力加载试验和有限元数值分析.研究结果表明,节点具有主管局部屈曲和局部横向塑性变形两种破坏模式,且主管屈曲破坏与主管应力相关,主管横向塑性变形由环板及主管组成的环板-主管模型控制.针对两种破坏模式,利用塑性理论和有限元参数分析及回归分析方法分别提出节点抗弯承载力的建议公式.建议公式与试验数据进行比较,结果表明,建议公式合理有效,可为类似节点设计提供参考.     

复合材料夹层板的塑性屈曲

本文采用各向同性强化的塑性流动理论，建立了正交各向异性软夹心的夹层板塑性屈曲方程，并计算了四边简支矩形夹层板塑性屈曲临界载荷。     

考虑径厚比影响的圆柱壳滞回破坏机制分析

为了明确径厚比对于圆柱壳结构滞回性能的影响，通过低周往复荷载试验和数值模拟，研究了不同径厚比圆柱壳的滞回破坏模式和耗能能力。结果表明，径厚比会影响圆柱壳的最终破坏模式，随着径厚比的增大，破坏模式从底部象足式屈曲转变为褶皱式屈曲破坏。累积等效塑性应变和等效黏滞阻尼系数都随着径厚比的增大逐渐降低，径厚比越大，塑性发展越不充分，结构的耗能能力越弱。圆柱壳的塑性强化阶段随着径厚比的增大逐渐缩短，当径厚比超过250后，结构未经历塑性强化直接进入屈曲发展阶段，径厚比越大，局部屈曲出现越早，导致截面未达到全塑性弯矩即破坏，对于大径厚比圆柱壳结构的全塑性弯矩理论值应进行相应的修正。     

壳体结构受水下爆炸的危害距离讨论

研究了圆柱壳体受爆炸冲击波和初始静压力作用下发生屈曲的爆炸距离，根据壳体失稳给出抗水下爆炸的一种危害距离的估算方法，其结果与实验值相符。     

用复合有限条—─气泡函数法研究加肋壳体稳定性

为了寻求一种求解加肋壳体结构临界载荷的有效方法,并且能考虑到肋骨的实际截面形状和分布情况,将复合有限条方法应用于环加肋圆柱壳的屈曲分析,该方法可按加肋的实际分布情况考虑加肋的影响并可对环肋圆柱壳的总体失稳和局部失稳临界载荷进行计算。在对该问题有限条方法公式的推导过程中,引入了气泡函数,以改善可能出现奇异或刚性的非线性方程组,并提高了收敛精度。算例表明,气泡函数的应用能提高有限条方法的求解精度和求解效率,求解的方程阶数与壳体尺寸无关,是一种分析加肋板壳结构的理想方法。     

轴压化铣网格加劲圆筒壳结构优化设计

本文建立了轴向压力作用下中长正置正交化铣网格加劲圆筒壳结构优化设计的数学模型,采用约束变尺度法进行了优化计算,分别讨论了材料屈服极限、外载荷、加劲效率系数ψ以及环向肋条与纵向肋条间距之比λ对优化结果的影响,得到了若干有实用价值的结论.     

先进复合材料格栅加筋圆柱壳体稳定性分析

基于精细三角形Mindlin板单元构造了用于先进复合材料格栅加筋圆柱壳体稳定性分析的三角形复合材料加筋平面壳单元.肋骨和蒙皮采用了相同位移插值形函数,保证两者变形协调性的同时,又放松了肋骨转动的约束.肋骨放置的数量、位置和角度可以任意,为结构的单元网榕剖分带来了很大便利.通过算例验证了该协调独立转角加筋板壳单元的有效性,特别是在分析高肋格栅结构时有较高的精度.最后分析了内外加筋形式对等格栅加筋柱壳稳定性的影响.     

组合柱壳在流场中受冲击载荷作用动响应分析

基于水弹性理论和广义变分原理建立流固耦合系统动响应方程．用双渐近法建立流固耦合边界积分方程．采用结构有限元和流体边界元计算了组合柱壳在流场中受冲击载荷作用下的动响应．     

加肋圆柱壳稳定性计算方法若干问题探讨

对静水压力下环加肋圆柱壳弹性失稳临界载荷现有计算方法进行了比较和计论。采用各种方法，对Ｔ形截面和槽形截面环助圆柱壳总体失稳临界压力进行了计算，结果表明，现有解析公式都未能综合考虑加肋壳体失稳临界压力的各个影响因素。为此，提出了改进的解析公式和半解析数值方法。     

流场中有限长纵横加筋圆柱壳声辐射

研究流场中加环肋和纵骨的有限长圆柱壳在简谐径向点激励下的声辐射.把环肋和纵骨等价为线反力和反力矩作用在柱壳内壁,将反力和反力矩表示成位移的函数.基于Flügge薄壳理论,推导了壳体的流固耦合振动方程,计算了其表面振动速度级和辐射声功率级.还分析了纵骨和环肋对圆柱壳声辐射的影响.     

用复合有限条-气泡函数法研究加肋壳体稳定性

为了寻求一种求解加肋壳体结构临界载荷的有效方法,并且能考虑到肋骨的实际截面形状和分布情况,将复合有限条方法应用于环加肋圆柱壳的屈曲分析,该方法可按加肋的实际分布情况考虑加肋的影响并可对环肋圆柱壳的总体失稳和局部失稳临界载荷进行计算.在对该问题有限条方法公式的推导过程中,引入了气泡函数,以改善可能出现奇异或刚性的非线性方程组,并提高了收敛精度.算例表明,气泡函数的应用能提高有限条方法的求解精度和求解效率,求解的方程阶数与壳体尺寸无关,是一种分析加肋板壳结构的理想方法.