Timoshenko环梁加强圆柱壳的稳定性

研究了环肋的剪切效应对环肋圆柱壳总体稳定性的影响。引入描述环肋变形的四个广义位移及其对应的壳体变形的四个广义位移,采用Timoshenko环梁理论来分析环肋变形,应用Ritz法对环肋圆柱壳的总体稳定性进行了研究。给出的临界载荷数值结果与文献的实验值吻合较好。计算结果还表明对于外部均匀承压的环肋圆柱壳,环肋的面内剪切变形对较低环向屈曲波数下的总体失稳临界载荷影响是微小的,但对较高环向屈曲波数下失稳载荷的影响是明显的。     

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.     

基于伽辽金法的圆柱形衬壳限制失稳研究

研究了圆柱形衬壳的限制失稳问题.应用最小势能原理导出了圆柱形衬壳在均匀外压作用下屈曲的控制方程;通过伽辽金法对圆柱形衬壳的临界屈曲问题进行了求解;引入波长缩短比例因子,研究了衬壳与外围设备壁面之间的接触对衬壳屈曲临界压力的影响.研究结果表明,在不考虑衬壳与外围设备壁面的接触而只是将衬壳的屈曲位移限制在外围设备空腔内部的情况下,相比于衬壳自由失稳其限制失稳的临界压力在所选模型尺寸范围内提高了36%左右;边界接触可使衬壳失稳的临界压力有很大提高,当衬壳屈曲环向波长缩短至其自由失稳的一半时,衬壳限制失稳临界压力可达其自由失稳临界压力的3倍.     

关于承受轴压和侧压的离散偏心加劲圆筒的稳定性分析(Ⅰ)——失稳前的弹性计算

如何准确地确定承受轴压和侧压的离散偏心加劲圆筒的失稳临界应力,是飞行器设计中的一个重要问题。本文在采用Dirac δ函数对加劲离散性进行描述的基础上,研究了这个问题。全文分为两部分,现在发表的这个第一部分研究加劲圆筒失稳前的弹性计算方法,作为应用,我们讨论了压力舱问题,以某运输机机身压力舱为例进行了数值计算,计算结果与用不考虑偏心影响的常规方法计算的结果进行了比较,比较表明:加劲偏心对筒壳的内力分布有显著影响。在数值计算方法上,本文的特点是采用了样条函数(Spline function)近似。比起有限差分近似,它更能适用于有加密的情况,且大大减少了计算站位。本文的第二部分研究稳定性理论,将随后发表。值得指出,这里提供的方法能用于计算具有不同环刚度和环距的离散加劲压力舱问题。     

受起吊和轴压载荷网格加劲圆筒壳结构优化与综合评估

建立了起吊载荷和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，讨论了加劲效率系数ψ及环向肋条与纵向肋条间距之比λ对优化结果的影响，得到若干有实用价值的结论。选取结构重量、加工成本、网格划分合理性等作为评价设计方案优劣的指标，采用模糊综合评判方法，对设计方案进行了综合评估。     

埋藏式钢管的抗外压稳定研究

应用壳体稳定理论结合某一工程实例研究了圆形加劲环式钢管和锚筋式钢管的抗外压稳定问题。首先分析了非对称外压对失稳荷载的影响;其次根据壳体稳定分析结果对锚筋式和加劲环式钢管的失稳形态和影响因素进行了分析,并对现有计算公式进行了评述。结果表明,对锚筋式和加筋环式钢管采用本文提出的按壳体稳定理论建立的有限元计算公式是可靠合理的。     

环肋圆柱壳在均匀静水外压力下的弹塑性失稳

本文分为三部分。第一部分：对环肋圆柱壳在均匀静水外压力下的弹塑性失稳理论中的几个主要问题进行了讨论。第二部分：用塑性力学的形变理论和增量理论对各向同性硬化材料（同时考虑了材料的可压缩性影响）,在 Ｓｈａｎｌｅｙ的继续加载的提法下推导得出（１）环肋圆柱壳的肋间壳板弹塑性失稳的临界载荷公式,（２）环肋圆柱壳总体弹塑性失稳的临界载荷公式,（３）用大挠度分析方法推导得出具有初始缺陷的环肋圆柱壳的弹塑性总体失稳和肋间壳板弹塑性失稳的临界载荷公式。第三部分：报导了六个金属车制环肋圆柱壳模型在静水外压力下失稳的实验情况。实验结果与本文所提供的理论公式的预测结果进行了比较和讨论。     

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。     

受起吊和轴压载荷网络加劲圆筒壳结构优化与综合评估

建立了起吊载荷和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，讨论了加效率系数ψ及环向肋条与纵向肋条间距之比λ对优化结果的影响，得到若干有实用价值的结论。选取结构重量、加工成本、网格划分合理性等作为评价设计方案优劣的指标，采用模糊综合评判方法，对设计方案进行了综合评估。     

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。     

非均匀连续组合球壳的轴对称变形

本文采用将膜解和弯曲解叠加的方法,求解材料和厚度非均匀的组合球壳在任意载荷作用下的轴对称问题.对于带加劲环、有线均布力和力偶的作用、具有中间支座的连续球壳,文中给出了处理方法和算式.对阶梯形变半径的球壳,本文的方法亦适用.     

含环向浅槽缺陷的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和初始几何缺陷的圆柱壳非线性动力方程.以初始几何缺陷的方式描述复合材料圆柱壳上的环向浅槽,并引入方程采用半解析法求解.结果表明,环向浅槽缺陷对复合材料圆柱壳的非线性动力响应影响很大.     

加劲构件对扁平球壳刚度的影响分析

单层网壳可采用径向加劲构件提高其刚度.通过对比实腹梁、空腹桁架和三管桁架三种加劲构件形式下结构变形和自振特点,考察不同形式的加劲构件对网壳-弦支穹顶组合结构刚度的改善程度,在用钢量相近的前提下,整个结构刚度随径向加劲构件刚度的增大而提高,但刚度不平衡性也相应增强.此外,分析了温度作用和径向加劲构件数目对整个结构刚度的影响,并给出120m×70m跨度的扁平球壳结构适宜采用的径向加劲构件数目.     

加环的圆筒壳在水压下的总体塑性稳定

本文利用塑性变形理论,研究由稠密分布的横向环加强的圆筒形壳在静水压下的总稳定性.由于环的分布很密,所以可把整个结构化为一个正向异性壳.假定壳内在失稳时没有卸载区域,并且根据船舶中通常的结构尺度,最后化简得到一个计算临界载荷的公式.     

内置加劲环T型管节点抗冲击承载力分析

以内置加劲环宽度和厚度为参数,采用有限元分析法,建立内置加劲环T型钢管节点有限元分析模型.通过分析主管跨中变形、冲击力、惯性力、支座反力时程曲线,得到内置加劲环T型管节点的抗冲击破坏模态和抗冲击作用机理.结果表明:内置加劲环可以提高T型管节点的抗冲击承载力,而且加劲环厚度对提高T型管节点抗冲击承载力的效果要强于宽度,冲击力峰值大小和波形持续时间可以反映T型管节点的刚度大小.内置加劲环提高T型管节点抗冲击性能,为钢管结构抗冲击设计和加强维护提供参考.     

水电站尾水岔管混凝土连续浇筑方法与液压平衡理论

针对目前水电站地下厂房尾水岔管混凝土施工不能实现整体连续浇筑的技术难题,提出了无支架混凝土施工方法。基于流体力学原理和薄壳结构变形规律,建立了尾水岔管混凝土浇筑无支架钢衬液压理论,以钢衬薄壳最低点各种荷载产生的法向压力之和为零的平衡条件,确定了尾水岔管钢衬灌注液体深度与浇筑混凝土高程的解析关系,实现了薄壳钢衬受载后环向应力始终处于微拉应力状态,避免了钢衬簿壳环向受压产生屈曲失稳的风险;并有效地保障了尾水岔管混凝土浇筑过程中薄壳钢衬作为模板要求的刚度与强度。     

水电站尾水岔管混凝土连续浇注方法与液压平衡理论

针对目前水电站地下厂房尾水岔管混凝土施工不能实现整体连续浇筑的技术难题,提出了无支架混凝土施工方法。基于流体力学原理和薄壳结构变形规律,建立了尾水岔管混凝土浇筑无支架钢衬液压理论,以钢衬薄壳最低点各种荷载产生的法向压力之和为零的平衡条件,确定了尾水岔管钢衬灌注液体深度与浇筑混凝土高程的解析关系,实现了薄壳钢衬受载后环向应力始终处于微拉应力状态,避免了钢衬簿壳环向受压产生屈曲失稳的风险;并有效地保障了尾水岔管混凝土浇筑过程中薄壳钢衬作为模板要求的刚度与强度。     

轴压薄壁偏心加劲筒的总体不稳定性

在近代飞行器中,广泛采用着薄壁偏心加劲筒结构,在轴向压缩载荷作用下,加劲筒薄壁蒙皮的屈曲远较加劲筒的总体失稳发生得早,考虑到此种情况,在应用小挠度能量法计算偏心加劲筒的总体失稳临界载荷时,必须将蒙皮的刚度进行减缩,资料[3]通过引进减缩弹性模数的方法来计及屈曲蒙皮刚度的减缩效应,且将计算结果与资料[5]的试验结果进行了对照。但是该文只给出减缩弹性模数的一条曲线,没有给出简便的计算公式。本文在有效蒙皮宽度概念的基础上给出屈曲蒙皮的减缩模数的计算公式,将这一公式与资料[3]的曲线相比较,发现二者非常接近。将这一减缩模数与屈曲方程联合起来进行迭代求解,就能得出总体失稳临界载荷,对二个实际的筒子,应用本文方法进行了计算。采用割线模数作为塑性减缩系数进行非弹性修正后,发现理论计算结果与试验值非常一致。     

低速冲击下内置加劲环T型管节点有限元模拟

采用有限元软件ABAQUS建立了一端固定一端简支的内置加劲环T型管节点有限元分析模型,其目的是研究采用内置加劲环的加强方法对经受横向冲击荷载作用的T型管节点抗冲击性能的影响.分析结果表明:加劲环的存在显著减小了主管的局部凹陷变形,增大了主管的整体弯曲变形;同时加劲环的加强作用对节点的最终能量耗散影响很小.     

带缝钢板剪力墙纵向自由边加劲性能有限元分析

为避免带缝钢板剪力墙因纵向自由边约束不足而导致整体失稳,需对其进行加劲设计。文章研究了加劲肋的影响、布置、结构选型和连接方式,并在理论分析和有限元ANSYS模拟基础上对加劲肋的设计进行了深入研究。结果表明,经过合理的加劲设计,带缝钢板剪力墙具有优异的受力性能。