内压椭圆球封头压力容器筒壳优化设计数学模型的建立

运用优化设计的方法对1.6 MPa以下的压力容器筒壳进行寻优设计和探讨。根据GB150-1998《钢制压力容器》要求建立约束条件,通过电子计算机对数学模型的处理,实现设计周期短,安全可靠,节约原材料,达到提高经济效益的目的。     

受内压和激光辐照联合作用下圆柱壳动态断裂力学分析

针对激光辐照充压圆柱壳的应力分析和结构失效问题,研究了含轴向半椭圆表面裂纹的圆柱壳体在激光辐射及不同内压和不同裂纹尺寸的情况下,考虑了内压为静态和动态两种情形以及热-力耦合情形的应力分析,材料为30CrMnSiA钢。根据它的静态断裂韧性KIC以及根据估算的冲击动态断裂韧性KId,应用有限元方法研究了动态载荷下其断裂问题。分别使用断裂判据KI=KIC和动态断裂判据KI(t)=KId,对裂纹的静态起始扩展和动态起始扩展作了相应的分析,这些分析在一定程度上对此种结构在热-力耦合下失效机理提供了有益的研究。     

具有环形平板封头加筋圆柱壳的强度分析

讨论一类特殊工程结构——具有环形平板封头加筋圆柱壳的强度问题.利用解析法导出均布荷重、内缘分布力与外缘分布弯矩同时作用时环形板的弯曲公式;使用迁移矩阵法求解承受均布压力、边缘分布弯矩及分布力作用下的加筋圆柱壳.利用边缘处变形协调条件建立方程组,解出各有关状态变量.在此基础上进行了大量的数值分析,得出了一些可供工程设计参考的结论.     

椭球壳体在内压作用下的应力分析

参照拉梅解答的推导过程，针对不同的适用范围．根据无矩理论推导了椭球壳体上任一点在内压作用下的应力公式。     

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.     

均匀内压作用下曲边柱壳的非线性动态响应

为了研究曲边柱壳受动态内压载荷作用下的变形规律,建立了精确考虑壳体几何构型的非线性动态控制方程,提出了一种基于静力变形模式的动态响应计算方法,然后通过能量方程建立了均匀内压作用下曲边柱壳动态解的增量求解算法,求解结果与有限元方法LS-DYNA计算结果十分一致.分析了加载速率和载荷形式对曲边柱壳动态响应的影响,发现加载速率和载荷形式可以较大程度地改变曲边柱壳的动力学行为,因此可以通过改变动态加载速率和载荷形式来控制曲边柱壳不同的动态特性.     

线载和线偶作用下锥壳的格林函数方法

求解在环状线载和线偶作用下的圆锥形壳的问题、若用经典方法，则因其特解 易找到，问题难以解决。该文通过构造相应的格林函数，直接求出了受环状线载或线偶作用的圆锥形壳的内力。利用该文的结果，通过积分，还可以求解受轴对称表面变分布载荷的圆锥形壳的内力。该文的方法于各种对称边界条件。     

薄壳理论用于厚壳的实验验证

通过两模型容器的多个测点在多种垫下的电测,得到实测应变与理论计算应变结果相一致。只要恰当处理,薄壳理论可用于轴对称的厚壳,因而回避了厚壳的三维空间弹性力学的问题。     

充满液体的薄壁圆柱壳在轴压作用下的弹塑性屈曲分析

对充满液体的薄壁圆柱壳经受轴向压缩时的屈曲载荷和屈曲模态进行了弹塑性屈曲分析。根据香利不卸载假定,推导了柱壳经受轴压和壳内液体的压力联合作用时弹塑性稳定方程,通过求解此方程得了充满液体的封闭圆壳发生轴对称屈曲时的临界载荷和屈曲波纹数。理论计算与实验结果具有较好的一致性。     

扁球壳非线性分析的一种新的渐近解法

提出了解决扁球壳非线性静、动态分析的另一种新的渐近方法。方法的实质是在壳体中面变形能中引一新参量Ｉｅ，得到了一组以Ｉｅ简单耦合的控制方程，通过迭代－变分方法求解方程，得出了扁球壳的一般非线性运动方程的近似表达式，将本文所得的部分数值结果和现有结果比较，证明本文结果精度是满意的。     

环肋柱壳振动和声辐射试验分析

对环肋光壳和外表敷设粘弹性阻尼材料的环肋柱壳进行了振动和声辐射试验，测量了壳体的固有频率和辐射声压，并与理论计算值做了对比，结果发现环肋光壳比敷设阻尼材料的环肋柱壳的同阶固有频率高，壳体外表面敷设阻尼材料后，在相同的激励下其辐射声压级普遍降低，降低的幅值大小与激励的频率和辐射的方向有关，表明本文的计算方法是可信的，阻尼材料对抑制振动和声辐射是非常有效的．     

几何约束下圆柱壳的屈曲优化设计

利用能量原理分析受均布法向荷载作用的轴对称变厚度圆柱壳的分支点屈曲。将求解屈曲临界荷载变成求解广义特征值方程，在满足强度约束和圆柱壳体积保持常数条件下、将圆柱壳的最大屈曲荷载设计转化为极大化最小特征值问题。     

考虑剪切影响的变厚度圆板的弯曲问题

本文从Reissner理论出发,考虑剪切变形的影响,处理变厚度圆板的弯曲问题,所得结果比经典理论解更符合实际情况。     

土压力作用下悬臂式支护桩内力的试验研究

针对兰州地区的湿陷性黄土，通过两根实际工程桩实测出正常使用状态下支护桩桩身在不同开挖深度的弯矩分布，推导了桩身剪力和土压力，并与设计值进行了比较．重点分析了悬臂式支护桩在正常使用状态下的桩身内力和所受土压力的分布情形，揭示了目前深基坑支护桩设计中存在的主要问题及其内在因素，提出了土压力分布图形．     

弹性圆薄板在随动力作用下的屈曲问题分析

取弹性圆薄板内一微元体,建立了圆板在非保守载荷——切向均布随动力作用下的轴对称非线性控制方程,考虑周边固支和周边不可移简支两种边界条件,采用打靶法和解析延拓法求解了所得两点边值问题,获得了圆薄板特征值问题的数值解,结果可供工程设计时参考使用．     

扁平箱形密闭结构内爆炸的模型试验

为研究扁平箱形密闭结构内部爆炸时侧墙上的荷载,对2种钢筋混凝土模型结构进行了药量递增直至结构破坏的内爆炸实验.利用侧墙上的测点测得压力等试验参数,分析比较了2种模型侧墙上的内爆炸荷载.试验结果表明:作用在结构内表面上的压力是非线性下降的,具有周期性宏观脉动特征,压力时程曲线主要由一个初始主脉冲和几个较大的后续脉冲组成,准静态气体压力很小.结构破坏形式以顶板的双向受弯破坏为主.在结构内部设置抗爆隔墙可有效降低冲击波对结构的破坏.主要结论可供工程设计参考.     

液压升降装置拉缸机理分析和改进措施

根据两物体间相对运动时的摩擦状态和磨损理论,结合某型液压升降装置出现的拉缸现象,对液缸产生拉缸的机理和过程进行分析,提出为缓解和避免装置的拉缸问题,在结构上采取的改进措施.通过对摩擦副材料和结构的改进,实现了金属与非金属的配合关系,降低了摩擦系数,同时也提高了运动副的导向性能和润滑性能,进而从根本上避免了冷焊结点和拉缸的产生.     

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。     

循环波压力下软基上大圆筒防波堤数值分析

基于忽略土骨架和孔隙水惯性效应的广义Biot固结理论的简化形式,采用前人提出的改进剑桥弹塑性动力本构模型以模拟软黏土在循环荷载作用下的变形、超静孔隙水压力累积效应,对于循环波压力作用下软土地基与大圆筒结构物耦合系统进行了弹塑性有效应力有限元分析,探讨了不同波高条件下大圆筒结构的不同变形模式以及失稳机理.计算结果初步表明:当波高较大时,大圆筒结构与地基耦合系统的瞬时位移较大,残余变形相对较小;而当波高较小时,大圆筒结构与地基耦合系统的残余位移相对较大.