各向异性多层圆柱壳与极角无关的应力和变形

讨论了各向异性多层圆柱壳与极角无关的应力和变形分析方法,并导出了挠度的常微分方程,给出了应力和位移的分析解和缠绕式纤维增强及层圆柱壳的相应计算公式。     

载流球台薄壳的磁弹性应力与变形分析

在对机械载荷与非定常电磁场耦合作用下的球台薄壳的应力、位移与电磁场、机械场等关系研究的基础上，建立了载流球台壳的磁弹性基本方程，采用分离变量法，导出了数值计算方程式，并通过具体算例，讨论了电场中电磁量、作用时间等因素与球台壳应力及变形之间的关系。     

纤维缠绕圆柱壳前屈曲变形分析

应用复合材料理论,采用扁壳模型,在弯曲变形与薄膜变形耦合的本构方程情况下,同时考虑了简支和固支边界条件,对纤维缠绕圆柱壳的前屈曲进行了分析,建立了壳体在端部受均匀轴压、侧压或流体压力情况下的前屈曲变形理论,并获得了相应的数值计算结果。     

涂镀层力学和圆柱薄壳外涂层的阻尼特性

提出了涂镀层的力学模型并建立了一般理论和分析方法;得到了对于波动内压作用的涂层圆柱薄壳的阻尼特性、涂层应力和涂层与壳体结合应力的解。     

浸没圆柱薄壳远场辐射声场的理论预估

以薄壳振动理论和结构－流体声振耦合理论为基础,运用边界积分方程建立了浸没在无界重质流体中两端有障圆柱形薄壳的强迫振动方程。用Ｆｏｕｒｉｅｒ变换方法给出了壳体位移的理论表达式,并对浸没薄壳的远场辐射声场进行了理论评估。研究结果对该类壳体的噪声和振动控制提供了理论基础。     

正交铺设层合圆柱薄壳在外压作用下的屈曲和后屈曲

依据文献[1,2] 提供的圆柱薄壳屈曲的边界层理论,以挠度为摄动参数,采用奇异摄动方法,给出了完善和非完善、非对称正交铺设层合圆柱薄壳在侧向外压和静水外压作用下的屈曲和后屈曲分析.本文给出了多种复合材料层合圆柱薄壳的计算结果,同时讨论了铺层数对屈曲载荷、后屈曲平衡路径的影响.     

初应力位形上的附加变形和拱的弹性屈曲

从初应力位形上的附加变形场论出发,导出了弹性屈曲问题的控制方程和变分原理的普遍形式,并在该理论框架下,对于平面拱的弹性屈曲问题,通过降维处理,得到了求临界载荷条件的变分方程、控制方程及相应的线性齐次微分方程的特征值(平面拱面内、侧向屈曲临界值).分析结果表明,对于临界载荷问题,面内屈曲与侧向屈曲彼此独立;与建立控制方程的几何分析方法相比,该方法具有理性化的优点.在曲线形构件等几何复杂情况下,按该方法导出的变分方程或控制方程条理清晰,改善了微小变形几何分析方法的不足之处.     

Mindlin板和圆柱薄壳有限元分片检验的检验函数

现有的Mindlin板单元分片检验只能通过零剪力分片检验,而不能通过非零常剪力分片检验,故Mindlin板单元缺少一个完整的分片检验提法,而壳体单元几乎没有分片检验提法．基于陈万吉提出的增强型分片检验,具体给出Mindlin板和圆柱薄壳有限元的增强型分片检验函数,这些可用于检验此类单元的收敛性．     

内压下带径向接管圆柱壳的薄壳理论解

圆柱壳开孔接管是各种工程中常见的部件,在内压下交贯线附近有很高的应力集中,自20世纪50年代以来成为工程界与力学界关注的难题,问题的求解归结为2个8阶偏微分方程的复杂边值问题.该文在作者前20年研究基础上,从解析求解精确的圆柱壳Morley方程出发,对内力素的表达式加入修正项改善了解的精度,增大了适用范围.通过三维有限元数值验证,说明了该文所引入的修正项将薄壳理论解的参数最大适用范围由开孔率0.8增至0.93, λ=d/(DT) 1/2由8增至12.据此给出了便于工程设计的内压下圆柱壳大开孔接管应力集中系数曲线.     

剪切变形对厚壁圆形贮液池的影响

将池壁厚度较大的圆形贮液池当作中厚壳圆筒,考虑剪切变形的影响,建立贮液池结构分析的中厚壳理论,其微分方程与Winkler地基上Timoshenko梁的微分方程一致,当贮液池池壁剪切刚度取无穷大时,其可退化成相应薄壳理论,是一个通用模型.利用初参数法,推导微分方程的解和有限元列式,分析底部固结、顶部自由圆形贮液池在三角形分布荷载和池顶弯矩作用下,其环向力系数、弯矩系数随池壁厚度、高度的变化,并与不考虑剪切变形影响的计算结果进行比较.数值计算结果表明:在圆形贮液池中考虑剪切变形影响的挠度等计算结果偏小;壁厚越大,计算结果越小;剪切变形对环向力和径向位移的影响比对弯矩和剪力的影响大,其影响程度与贮液池结构、边界条件及作用荷载形式有关.     

圆柱壳体的强度优化设计理论研究

对在任意轴对称分布荷载作用下体积保持常数的变厚度圆柱壳的强度优化设计问题进行了研究 .采用阶梯折算法 ,用传递矩阵导出了变厚度圆柱壳的初参数解的显式表达式 .根据 Huber-Mises- Hencky强度准则 ,将变厚度圆柱壳的强度优化转化为极小化当量应力的非线性规划问题 ,并采用投影梯度法建立了问题的优化方法 .对几个典型问题进行了计算分析 ,取得了较好的结果 .     

多射孔对套管-水泥环结构强度的影响

结合油井试采工程实际问题,研究了圆形和椭圆形两种形状的多个射孔对套管-水泥环结构强度的影响.给出了外压作用下的双层长圆柱壳结构开任意形状的单个贯穿孔问题的理论解,并用有限元软件ANSYS分别对具有圆形及椭圆形两种形状的单个射孔及多个射孔的套管-水泥环结构在受横向均布外压作用下的孔边应力进行了数值计算.计算结果表明,开单孔情况套管的最大应力的数值解与理论解很接近,每米分布40个圆形射孔情况下的套管-水泥环结构强度比每米分布八个椭圆形射孔情况提高20%以上,因而较为合理.     

胶凝原油初始应力递增过程的力学模型

考虑胶凝原油具有蠕变与松弛特性,将Maxwell线性黏弹性体与幂律流体元件进行并联,得到机械比拟模型。在幂律流体元件应力项中引入与应变相关的损伤因子,Maxwell黏弹性体剪切应力项中引入完整性因子,得到胶凝原油初始应力递增阶段的描述公式。分别对大庆原油、南阳原油进行恒剪切速率试验测试,利用模型公式拟合初始应力递增阶段的试验数据,计算胶凝原油应力松弛过程。结果表明:拟合效果良好,模型参数不随剪切测试条件改变,能够反映胶凝原油的物性特征。该模型可以表述胶凝原油的松弛特性;应变幅值越大,结构损伤越明显,对应的剪切模量数值越小,符合胶凝原油的真实流变特性。     

钢筒仓中圆柱筒薄壳轴压承载力的确定方法

在钢筒仓结构的结构型式、破坏模式和力学行为的基础上,依据新颁的欧洲规范和圆柱筒壳的研究成果对钢筒仓的圆柱筒薄壳的轴压承载力的确定方法进行研究,希望能对钢筒仓结构在我国的推广应用起一定的作用.     

混凝土压力壳点支撑圆柱钢衬双轴失稳研究

应用Ｗ．Ｔ．Ｋｏｉｔｅｒ的初始后屈曲理论，研究混凝土压力壳内点支撑圆柱钢材在轴向及侧向外庄两种载荷同时作用下的临界载荷，后屈曲性态，并给出支撑点铆栓的合理布置间里。结果表明：点支撑圆柱钢衬的后屈曲性态较为复杂，它随轴向和环向的支撑间距比而变化，当此支撑间距比满足一定条件时，可使点支撑钢衬后屈曲呈稳定性态。     

磨削加工中圆柱体零件热变形研究

机械加工中 ,由于刀具与工件间的摩擦发热而使工件产生热变形 ,致使工件在加工时的尺寸与冷却至室温时的尺寸不同。为了确保圆柱体零件的加工精度 ,可在在线测量中加入合适的热补偿量 ,有利于提高磨削加工的精度和效率。研究结果表明 ,随着零件半径 r0 的变化 ,Δ u的变化幅度不大 ,其磨削加工中的热变形主要集中在零件较薄的表层里。     

含阻振质量基座的圆柱壳隔振特性

依据混合方法的基本原理,将计算模型划分为统计子系统和确定子系统,并给出混合方法的系统方程.应用能量平衡原理及互易原理,求解系统方程的能量,进而获得混合计算模型的响应预报.与统计能量法相比,该计算模型具有相对较少的自由度、较高的计算效率和精度.数值计算和模型试验结果表明：阻振质量基座对双层圆柱壳结构具有明显的隔振特性,采用含阻振质量的基座结构能有效阻隔结构中振动波的传递.     

固支边界条件下脱层圆柱壳的自由振动分析

基于最小势能原理及变分法,建立了具环向贯穿脱层圆柱壳的自由振动控制方程及相应的定解条件,并应用有限差分法对控制方程进行求解．数值分析中,讨论了各种脱层参数对脱层壳固有频率的影响．结果表明,当脱层长度越大、脱层位置越深以及脱层越靠近壳的纵向对称中心时,脱层圆柱壳的无量纲线性基频及固有频率越低．     

爆炸荷载作用下土埋圆柱壳动力屈曲分析

为研究爆炸动载作用下土中圆柱壳结构的动力稳定特性, 依据爆炸动载作用下土埋圆柱壳的受力特征,建立了考虑土与圆柱壳相互作用的土弹簧-柱壳计算模型,应用非线性有限元方法进行了数值计算。在圆柱壳结构动力屈曲过程数值分析的基础上,运用B-R屈曲准则判定土埋圆柱壳在爆炸动载作用下的屈曲临界荷载,并重点讨论了土层变形性质对圆柱壳屈曲荷载的影响,得到了土中圆柱壳屈曲荷载和土体弹性常数K的定量关系。结果表明,屈曲荷载随土体弹性常数的增大而非线性增大。