旋转壳的应力分析Ⅱ、动力部分

§1.引言 对于一些由旋转薄壳组成的机械部件、建筑结构,常常需要了解它们的振动特性或抗地震的性能。 本文在前文的基础上,利用子空间中的QL法进行并行迭代,编制了BSD程序,可以计算具有连续一阶导数的任意形状的母线、厚度沿母线任意变化、具有常见的多种边条件     

旋转壳的有限条法与轮辐、轮辋的应力计算

本文用分段圆弧与直线光顾拟合子午线,对受任意荷载作用的旋转壳的应力计算,提出了一个较简单的且适用范围广的有限条带法;并将此法应用于轮辐、轮辋的静应力计算,计算结果表明在实际发生过断裂的部位出现应力峰值。     

迁移矩阵法在旋转壳结构应力分析中的应用

本文以深潜港器球形压力壳开孔加强构件和潜艇内部球面隔壁加强构件为具体对象,阐述迁移矩阵法在旋转壳结构应力分析中的应用.从壳体微分方程式近似解出发,导出两种不同元素的迁移矩阵,对加强构件进行应力分析.与通常轴对称壳体位移型有限元法相比,迁移矩阵法计算时间较短、所需计算机内存较少,这将为变厚度的旋转壳加强构件的优化设计提供方便.     

旋转壳加强筋单元分析

本文应用最小势能原理,推导出斜截面圆环梁单元的弹性刚度矩阵和初应力刚度矩阵。它仅有一个节点、三个自由度。本文讨论了这种梁元的强度和稳定性。在结构稳定性分析中,它又可以作为加筋旋转薄壳的一个环向单元。     

球、柱壳组合结构的应力分析

本文根据球、柱壳组合结构的特点,采用半解析方法对其进行了应力分析.通过理论计算与模型试验的比较分析,证实了使用这种方法求解,不仅有效、可靠,而且精度较高.     

旋转支承钢轮应力分析

以Hertz弹性接触理论和曲梁理论为基础,分析了回转支承空心钢轮的圆周应力对轮轨接触von Mises应力峰值及其位置的影响,通过采用平面应变有限元的进一步分析表明,降低钢轮截面梁高可以提高钢轮的径向柔度,同时圆周应力可以有效地抑制接触正应力,提高钢轮接触强度,但可能使钢轮接触区内yon Mises应力峰值点从中间向两侧分离,导致应力循环次数翻倍,影响疲劳强度.至于对接触区内钢轮的剪应力和钢轨的von Mises应力,截面梁高的变化对峰值和位置的影响则不大.     

用样条有限元法分析旋转壳

本文用样条有限元法分析了旋转壳,计算了圆柱壳的边界效应,固有振动,并把这种方法应用到人字支撑的旋转壳上,给出了计算公式。     

正交各向异性旋转壳的极限分析

提出了一种轴对称壳极限分析的数值方法。该方法首先用拟协调元构造弹性应力场,然后用温度参数法构造残余应力场,将极限分析转化为一个数学规划问题,最后用序列二次规划(SQP)算法进行求解,得到了基于H ill屈服准则的正交各向异性旋转壳的下限值。同时由于von M ises屈服准则是H ill屈服准则的一个特例,因此该方法也可以用于各向同性轴对称壳的极限分析。分别计算了服从H ill屈服准则和von M ises屈服准则的受内压的组合壳的下限,计算结果可为各向异性压力容器的设计提供参考。     

夹层板壳静力分析的有限单元法

在文（１）的基础上，构造了１６－２０结点夹层板壳单元。该单元考虑了层合结构的横向剪切效应，较等效单层理论和分层理论的精度高，且大大减少了结点自由度数目，提高了计算效率。由于结点自由度只有线位移，该单元易与三维实体单元连接，对厚板壳也有很强的适应性，特别适合于实际工程中层合结构的计算。     

旋转壳类容器的强度及稳定性分析(Ⅰ)

从壳体理论一般方程出发,导出了适合于传递矩阵法计算格式的旋转壳容器的强度与稳定性控制方程。用周向展成Ｆｏｕｒｉｅｒ级数将偏微分方程变成一阶常微分方程组,用Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法计算传递矩阵。为了克服常规传递矩阵出现数值求解困难,采用了Ｒｉｃｃａｔｉ传递矩阵,在处理旋转壳顶端时采用基于高斯积分的Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法,该方法可应用于任意形式的旋转壳、载荷和边界条件的计算。     

求解旋转板、壳振动问题的半解析有限元分析

根据小变形弹性理论,用有限棱柱法解决了旋转板、壳自由振动的问题·通过分析旋转板、壳被分成若干个半解析的环形棱柱单元,位移函数采用环向为解析的三角级数而径向和轴向为离散的插值函数,推导出刚度和质量矩阵,计算了板、壳实例,并与实验值作了对比,得到了很好的结果     

大挠度缺陷旋转壳数值分析

借助于微分几何、矢量分析的工具,导出了小应变、大转动、大位移薄壳考虑初始几何缺陷的非线性几何方程,用双向样条试函数及离散最小二乘配点法给出了残值表达式,采用联合法求解,以降低初值要求,减少求逆运算及避免奇异出现,算例证明:本文方法未知量少、精度好、计算速度快、占用计算机内存少。     

柱壳应力的有限条分析

本文提出了利用有限条法对柱壳进行应力分析的通用计算方法。本方法适用于变壁厚柱壳在各种外载荷作用下的应力场和位移场的分析，而且可适用于各种边界条件。文中算例与经典解析解相比，结果令人满意。     

薄壁圆柱壳旋转波动振动分析

应用Donnell's简化壳理论,在考虑阻尼的情况下,用复分析的方法研究了旋转的薄壁悬臂圆柱壳在法向激振力作用下的线性波动振动.研究结果表明,使用复分析方法可以很好地求解圆柱壳的旋转波动振动问题.解的前行波、后行波实部为零可用来确定产生共振的频率及转速,而虚部可确定响应值大小.旋转的薄壁圆柱壳在线性振动时,有两个共振频率.波动共振响应曲线为拍,其幅值大小与波动模态阻尼比有关,一般后行波响应幅值要大于前行波响应幅值.     

旋转厚圆柱壳振动特性分析

为研究旋转厚圆柱壳的动力特性 ,采用九结点退化壳体单元有限元法 ,对于壳体达到平衡位置以前的状态 ,采用非线性板壳理论求解 ,然后采用线性理论研究圆柱壳的动力特性。模型中考虑了科氏加速度 ,离心力 ,初应力的影响。分析结果显示旋转厚圆柱壳具有复杂的三维模态 ,旋转速度对不同模态的固有频率的影响不同。该研究为高速离心机、航空发动机等旋转机械中的圆柱壳结构的设计和故障诊断提供了理论依据和分析方法     

复合材料旋转壳的大变形有限元分析

由于纤维增强复合材料的重量轻,比强度高及可设计性等优点,目前在宇航工程结构中,由这种材料制成的旋转薄壳得到广泛应用。大量实验表明,这种结构在工作载荷下一般都处于大变形状态,因此考虑大变形引起的几何非线性的强度分析是十分重要的。 文章根据Novozhilov的非线性壳体理论,假定壳体绕其周向座标轴转动引起的非线性项是主要的,而其它次要部分可以忽略。即:应变的非线性部分为在进行有限元分析中采用双曲拟协调旋转壳单元,这种单元不仅在几何和受力方面较通常的截锥单元更为符合实际,而且能自然,方便地解决顶点的奇异性问题和保证单元…     

立柱式双向旋转钢闸门静力数值分析

基于大型有限元分析软件ANSYS,对立柱式双向旋转钢闸门进行了建模和分析,通过静力分析获得了闸门不同工况下的应力和应变的分布规律,对闸门的强度和刚度进行了校核.结果表明,闸门的强度和刚度满足设计要求,闸门整体结构设计合理,所作研究对同类闸门结构的设计计算具有一定的参考价值.     

复合材料旋转壳的大变形有限元分析

本文在 Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ坐标系下，利用拟协调方法推导了双曲旋转壳考虑大变形 的有限元列式。首先直接对单元域内的总应变离散，然后通过变分建立增量形式的几 何方程。非线性方程组采用变步长的载荷增量法和 Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ迭代法相结合 的混合法求解，迭代中限制增量位移的相对值作为收敛准则。最后给出了两道算例， 计算结果表明本文的公式是合理的，方法是有效的。     

旋转椭球壳的引力能

将引力场与静电场类比,推出质量分布均匀的球壳的引力能,然后利用儒阔夫斯基变换,得到旋转椭球壳的引力能.