基于圆柱面的高负荷叶型设计方法研究

与平面相比,圆柱面能更好地近似涡轮通道内流体流动的路径.因在圆柱面上定义、修改叶型的需要,发展了一种新的三维叶型设计方法.同时探讨了不同于传统二维平面叶栅流场计算方法的三维曲面叶栅流场计算方法.设计与数值模拟结果表明,该方法能快速、高效、可靠地设计出理想的叶型.     

最小二乘配点法分析圆柱壳开孔的应力集中

本文用最小二乘配点法分析带有圆孔的圆柱壳在轴向拉伸、扭转或内压力载荷作用下的应力状态。对于较小曲率参数的情况,其解与某些解析解和实验结果比较,相当符合。该法易于推广到更复杂的问题,如各种形状的孔口或加强孔。     

圆柱面上测地线的几种求解方法

根据测地线的数学，几何性质构建几何求解圆柱面上测地线的方法，其中所构综合分析法更具直观且不失一般性，为求解旋转曲面上测地线提供了一种模式。     

两个轴异圆柱面的拼接(Ⅱ)

本文证明了两个轴异面的圆柱面在与轴线斜交的平行平面截口处存在二次GC°拼接曲面,并给出了拼接曲面的多项式表示.     

两个轴异面圆柱面的拼接(Ⅰ)

证明了两个轴线异面的圆柱面在与轴线垂直的平面截口处不存在二次GC^0拼接曲面。     

两个轴异面圆柱面的光滑拼接问题

讨论了两个轴线异面的圆柱面, 当拼接边界为与圆柱面轴线垂直的平面所截出的圆周曲线时,存在三次GC¹拼接曲面的充要条件. 当异面轴线之间的距离为零, 即退化为轴线相交时,所得条件为两个轴线共面的圆柱面存在三次GC¹拼接曲面的条件.     

受弹性约束的双层圆柱壳的振动分析

本文采用传递矩阵法对受弹性约束的双层圆柱壳进行自由振动和稳态响应研究,并运用复阻尼理论分析材料内阻尼对结构响应的影响。本文所用的分析方法对于承受各种荷载作用而只有任意齐次边界条件的圆柱壳结构都能适用,并可应用于求解多层圆柱壳的振动问题。     

带孔圆柱壳轴压屈曲与孔形优化设计

作为衡量薄壁类曲面构件结构性能的关键指标,结构的稳定性又受到其上孔洞特征的严重影响。针对带椭圆孔柱壳这一特定研究对象,本文采用参数映射的方法研究了不同长径比、径厚比及椭圆孔位于不同位置对受轴压柱壳屈曲失效载荷的影响,并通过与文献中实验结果的对比验证了其有效性。在此基础上,建立了以椭圆参数为设计变量,壳体屈曲失效载荷最大化为设计目标的开椭圆孔柱壳的优化设计模型,最后通过数值算例验证了形状优化设计技术对开孔薄壁壳体抗失稳能力的显著提高作用。     

切变带形成模型的全离散方法

对一个模拟热塑性材料剪切变形的非线性瞬态问题，给出了一个全离散有限元格式，并导出相应的误差估计。     

一种边界上满足C1连续条件的4结点圆柱壳单元

基于Kirchhoff假设的薄壳理论,不考虑横向剪切变形的影响,采用单位宽纵横向有限条带,构造了一种仅含有3个位移场函数,且在弯曲位移模式上满足C1连续条件的4结点圆柱壳单元.该单元自由度少,符合收敛条件,且能够正确地满足圆弧形边界条件,考虑了薄膜效应和弯曲作用之间的耦合关系.经验证不仅计算速度快,计算精度也较高.     

具脱层的正交铺设圆柱壳的轴对称屈曲分析

脱层是复合材料最常见的损伤之一，它将导致结构提前失效．本文应用模态分析法研究了具环向贯穿脱层圆柱壳的轴对称屈曲问题．基于线弹性理论，建立了正交铺设脱层圆柱壳的轴对称屈曲微分方程、边界条件、位移连续务件、弯矩与剪力的平衡条件及相容条件．对方程进行求解，得到了脱层长度和深度对屈曲载荷的影响，并通过算例与已有文献进行了比较．     

具有纵筋加强的圆柱壳和圆柱曲板的弹性屈曲分析

本文采用扁壳理论对受静水压力作用下的具有纵筋加强的圆柱壳和圆柱曲板的弹性屈曲特性进行了理论分析,文中讨论了纵筋尺寸和间距变化对其弹性屈曲压力的影响,并和其他理论的计算值和实验值作了比较,结果表明本文方法是正确和可靠的。     

球面封头圆管插件展开CAD

推导了球面封头与圆柱形插件斜交相贯线上各点坐标求解公式，给出了作插件展开图所需的求素线实长公式，介绍了根据公式编写插件展开图的步骤及用到的其他相关公式，最后给出了一个应用实例。     

复合材料圆柱壳的原始分叉点研究

采用板壳大变形的Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ－Ｌｏｖｅ假定和扁壳近似及复合材料的有关特性,推出在静水压力（或侧向压力）作用下的两端简支准对称缠绕有限长圆柱壳的Ｋａｒｍａｎ－Ｄｏｎｎｅｌｌ方程,求出相应的特征值及原始分叉点。     

具脱层复合材料层合圆柱壳的屈曲分析

研究了具有环向贯穿脱层圆柱壳的屈曲问题．首先基于Donnell薄壳理论和初始后屈曲理论的相邻平衡准则,建立了复合材料脱层圆柱壳的屈曲微分方程以及相应的边界条件、位移连续条件和力平衡条件．然后采用分离变量法对方程求解,讨论了脱层大小、深度、位置以及复合材料纤维铺层方向对脱层圆柱壳屈曲载荷的影响．结果表明：脱层长度越大、越靠近壳的外表和壳的轴向中心,结构的屈曲载荷越低;另外,对复合材料脱层壳而言,纤维铺层方向对结构屈曲载荷的影响也较大．     

具有力边条件的层合圆柱薄壳的扭转屈曲

用一阶剪切变形理论的位移场推导出 5个屈曲平衡方程 .为解这 5个方程 ,采用 4个内力和一个法向位移为基本未知量 ,并设之为事先满足全部边条件的三角级数 .其余的内力、内力矩、位移和转角可通过算子矩阵求逆和本构关系由这些基本未知量来表达 .最后 ,采用 Galerkin法可得一以法向位移 w的 Fourier系数为未知量的特征值问题 ,由此可求出临界载荷和相应的屈曲波形     

纵向加筋圆柱壳静动力性能分析

用壳条元和流体边界元统一分析了纵向加筋圆柱壳的静动力性能，利用Ｄ′Ａｌｅｍｂｅｒｔ原理和Ｈａｍｉｌｔｏｎ变分原理建立系统运动控制方程．对纵向加筋的布置形式及尺寸大小对于静动力性能的影响进行了系列的数值计算，得出了一些有价值的结论。     

抛物线型单层柱面网壳的非线性稳定性

对抛物线型单层柱面网壳的静力稳定性能进行了研究.比较了抛物线型单层柱面网壳与圆柱面单层柱面网壳和倒悬链线单层柱面网壳的静力稳定性能.对抛物线型单层柱面网壳进行参数分析,并对抛物线型单层柱面网壳进行结构优化.研究表明:与圆柱面网壳相比,抛物线型单层柱面网壳的极限荷载有大幅度增大;长跨比、矢跨比对网壳的极限荷载影响显著;初始几何缺陷对网壳的极限荷载有较大影响;网壳的斜杆相交角在50°左右,网壳的静力稳定性能最好;按等比数列布置拱向网格间距,比值α的取值在0.85到0.95之间时,网壳的静力稳定性能最好.     

含分层损伤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以及初始几何缺陷的圆柱壳非线性动力方程.复合材料圆柱壳上的初始几何变形以初始几何缺陷的方式描述并引入方程,针对破坏子层进行刚度折减,并求得脱层损伤的等效刚度矩阵.采用半解析法求解方程,其中位移及载荷沿周向级数展开,由Galerkin方法得到微分方程组,通过有限差分法求解;分析初始几何变形、伴随脱层及子层破坏等损伤形式对复合材料圆柱壳非线性动力响应的综合影响.