对轴向冲击圆柱壳局部屈曲及整体失稳的数值模拟分析
结构失稳和整体稳定性分析
结构失稳和整体稳定性分析失稳破坏是一种突然破坏，人们没有办法发觉及采取补救措施，所以其导致的结果往往比较严重。
正因为此，在实际工程中不允许结构发生失稳破坏。
导致结构失稳破坏的原因是薄膜应力，也就是轴向力或面内力。
所以在壳体结构、细长柱等结构体系中具有发生失稳破坏的因素和可能性。
这也就是为什么在网壳结构的设计过程中稳定性分析如此被重视的原因。
下面根据本人多年来的研究及工程计算经验，谈谈个人对整体稳定性分析的一点看法，也算做一个小结。
1稳定性分析的层次在对某个结构进行稳定性分析，实际上应该包括两个层次。
（一）是单根构件的稳定性分析。
比如一根柱子、网壳结构的一根杆件、一个格构柱（桅杆）等。
单根构件的稳定通常可以根据规范提供的公式进行设计。
不过对于由多根构件组成的格构柱等子结构，还是需要做试验及有限元分析。
（二）是整个结构的稳定分析。
比如整个网壳结构、混凝土壳结构等结构整体的稳定性分析。
整体稳定性分析目前只能根据有限元计算来实现。
2整体稳定性分析的内容通常，稳定性分析包括两个部分：Buckling分析和非线性“荷载-位移”全过程跟踪分析。
（1）Buckling分析Buckling分析是一种理论解，是从纯理论的角度衡量一个理想结构的稳定承载力及对应的失稳模态。
目前几乎所有的有限元软件都可以实现这个功能。
Buckling分析不需要复杂的计算过程，所以比较省时省力，可以在理论上对结构的稳定承载力进行初期的预测。
但是由于Buckling分析得到的是非保守结果，偏于不安全，所以一般不能直接应用于实际工程。
但是Buckling又是整体稳定性分析中不可缺少的一步，因为一方面Buckling 可以初步预测结构的稳定承载力，为后期非线性稳定分析施加的荷载提供依据；另一方面Buckling分析可以得到结构的屈曲模态，为后期非线性稳定分析提供结构初始几何缺陷分布。
另外本人认为通过Buckling分析还可以进一步校核单根构件截面设计的合理性。
刚性快轴向冲击圆柱壳动力屈曲的计算机模拟
通信作者简介 ： 韩志军 （９ ４ ） 男 ， １６ 一 ， 汉族 ， 山西太原市 人 ， 博士 ， 教 授， 研究方 向： 冲击动力学 ， — ａｌｈ ｎｊ２ ２ ．ｏ Ｅ ｍ ｉ：ａｚｌ ＠１６ ｃｎ。
１０ １６
科
学
技
术
与
工
程
ｌ Ｏ卷
于静力屈 曲。综 上 所 述 ， 对柱 壳 的动 力屈 曲 因考 虑
曲模态 的形 成 有 重 大影 响 ； 安稳 在对 轴 向 阶梯 王 载 荷 下 圆柱 壳 的 非 轴对 称 动力 屈 曲研 究 中 ， 临界 将 应 力 和 屈 曲 惯 性 指 数 作 为 双 特 征 参 数 求 解 。用
２０ ０ ９年 １ １月 １ １日收到 国家 自然科学基金（ ０ ７ １９、０ ０ ０ ７ 、 １７ ２２ １７ ２ ４ ） 山西省 自然科学基金（ ０ ６０ ６） ２ ０ ３ ０ 资助 第一作者简介 ： 崔 艳 （９３ ）女 ， 族 ， １８ 一 ， 汉 山西长 治市人 ， 士研究 硕
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物 理
刚性 快 轴 向冲 击 圆柱 壳 动 力 屈 曲的 计 算 机 模 拟
崔 艳 韩志 军 路 国运 张善 元
（ 原 理 工 大 学 应 用 力 学 与 生物 医 学工 程研 究 所 ， 原 ００ ２ ） 太 太 ３０ ４
摘
要 用 Ａ ｓ ／ ｓ Ｙ Ａ对轴 向冲击的薄壁 圆柱壳 的动力 屈曲进行 了计算机 模拟。模拟 中考虑 了大变形效应 。模 拟结 Ｎ Ｙｓ Ｌ —Ｄ Ｎ
问题角度 不 同 ， 用方法 和结 果有一 定差异 。 采
用 Ａ ｓ ｓ Ｉ 一Ｄ Ｎ Ｎ Ｙ ／５ Ｙ Ａ对质 量 为 ２ｋ ｇ的刚体 轴
圆柱壳受不对称径向冲击时的塑性动力屈曲分析
圆柱壳受不对称径向冲击时的塑性动力屈曲分析
顾王明;刘土光;郑际嘉
【期刊名称】《海军工程大学学报》
【年(卷),期】1993(000)004
【摘要】本文发展了Lindberg、Duffey等人的思想,考虑不对称冲击下圆柱壳的塑性动力屈曲问题,旨在研究内凹变形与屈曲的关系。
用能量法导出了不对称基本变形的微分方程,近似地将之与对称情形下屈曲扰动控制方程联合,构成一个初值问题,然后进行数值求解。
考虑了壳厚变化,放弃了屈曲过程中速度保持不变的假定(对称情形中采用)。
本文的研究结果很好地解释了高速冲击时倒塌模式上无屈曲波形,屈曲波形遍布加载范围内且并不明显减弱,局部冲击临界速度高于对称情况形下临界速度等许多实验与已有的分析结果,从而明确了屈曲在塑性动响应中的地位。
【总页数】8页(P57-64)
【作者】顾王明;刘土光;郑际嘉
【作者单位】海军工程学院基础部;华中理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】E273-55
【相关文献】
1.有初始缺陷的圆柱壳受径向冲击载荷的轴对称弹塑性动态屈曲 [J], 费鹏;刘土光
2.受轴向冲击圆柱壳的塑性动力屈曲研究 [J], 张善元;程国强;马宏伟;杨桂通
3.有限长圆柱壳受径向冲击塑性动力屈曲分析 [J], 顾王明;刘土光
4.有限长圆柱壳受径向冲击的塑性动力屈曲分析 [J], 顾王明;刘土光;唐文勇;郑际嘉
5.圆柱壳在水下冲击载荷下的塑性动力屈曲分析 [J], 王刚;陈铁云;唐文勇
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弹(粘)塑性圆柱壳轴向冲击屈曲的数值模拟
与实验符合较好 。此后 Ｎ Ｊ ｅ 等 对柱壳受轴向 ．ｏ ｓ ｎ
冲击 做 了一系列 的研究 ， 出 了动力 渐 进 屈 曲 （ ｙ 提 Ｄ— ｎｍｃ ｒｇｅｓ ｅｂｃｌ ｇ 和 塑性 动力屈 曲 （ ｙａ ａ ｉｐｏｒｓｉ ｕｋｉ ） ｖ ｎ Ｄ ｎｍ— ｉｐａｔ ｕｋｎ ） ０世纪 ８ ｃ ｌｓｃｂｃｌｇ 。２ ｉ ｉ Ｏ年代 以来 ， 国著名 我
第一作 者 简介 ： 赵广 臣（ ９１ ， ， １８ 一） 男 研究 生 。Ｅｍ ｉ ｓｄ５８ －ａ：ｙ３２ ＠ ｌ
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。 通信作 者简介 ： 建平 （９ ４ ） 男 ， 雷 １５ 一 ， 教授。研究 方向 ： 冲击 动力
学
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第 ８ 卷 第 ２期 ２０ ０ ８年 １月 １７ —８９ ２ ０ ） －３ ８０ ６ １１ １ （０ ８ ２０ ３ —５
科
学
技
术
与
工
程
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２０ Ｓｉ Ｔｃ．ｎｎ． ０８ ｃ ｅ Ｅ ｇｇ 塑性 圆柱 壳轴 向冲击屈 曲的数值模拟
赵 广 臣 雷 建 平 张 善 元
（ 太原 理工大学 应用力学与生物医学工程研究所 ， 太原 ０ ０ ２ ３０ ４）
摘
要
用 Ｌ — Ｙ Ａ对 不同材料 圆柱 壳在 轴 向冲击下 的屈 曲行为进 行 了数值模 拟 ， ＳＤ Ｎ 分析 了材 料特 性和几何 尺寸 对轴 向缩
学者王仁等 在柱壳塑性动力屈 曲方 面开展 了系
轴向冲击载荷下圆柱壳动力屈曲的计算机仿真
ｃ ｍｂｎ ｔ ｎ ｏ ｈ ｓ ｏ ｄ ．Ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｗ ｔ ｔ ｔ ｓ ｂ ｃ ｌ ｇ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｙ ａ ｃ ｂ ｃ ｌ ｇ ｏ ｙｉ ｄ ｃ ｌ ｓ ｅｌ ｎ ｅ ｓ ｔ ｅ ｉ ｒ ｖ ｄ ｏ ｉ ａｉ ｆｔ ｅ ｅ ｌａ ｓ ｏ ａ ｅ ｉ ｓａｉ ｕ ｋ ｉ ，ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｄ ｎ ｍｉ ｕ ｋ ｉ ｆ ｃ ｌ ｒ ａ ｈ ｌ ｅ ｄ ｏ ｂ ｍｐ ｏ ｅ ． ｏ ｈ ｃ ｎ ｎ ｎｉ ｓ
的 屈 曲 问题 研 究 一 直 是应 用 力 学界 和 结 构 工 程界 十 分 关 注 的课 题 ， 静 力 屈 曲相 比 ， 柱 壳 的 动 力 屈 曲 问题 的研 究 与 圆 还 不尽 完善 。文 章 通 过 有 限元 软 件 Ａ Ｓ Ｓ 究 圆柱 壳轴 向冲 击 下 的 动 力屈 曲 问题 。 ＮＹ研
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第２ ３卷 第 １ ｆ 第 ｌ ０期） 期 总 Ｏ
机 械 管 理 开 发
ＭＥＣ ＨＡＮ ＣＡＬ Ｉ ＭＡＮ ＡＧＥＭＥＮＴ ＡＮＤ’ ＤＥＶ Ｏ ＭＥＮ ＥＬ Ｐ Ｔ
２ｏ ｏ ８年 ２月
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Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｔｎ ｓｔ ｋ ｎ ａ ａｙ ｉ ｎ ｄ ｎ ｍｉ ｕ ｋｉ ｇ ｏ ｙ ｉ ｄ ｃ ｌｓ ｅｌ ｕ ｄ ｒａ ｉｌ ｍｐ ｌｉｅ ｌａ ｔ ｈ ｓ ａ ｅ ｄ ｍａ ｅ ａ ｎ ｌ ｓｓｏ ｙ ａ ｃ ｂ ｃ ｌ ｆｃ ｌ ｒ ａ ｈ ｌ ｎ ｅ ｘ ａ ｅ ｏ ｎ ｎｉ ｓ ｉ ｕｓｖ ｏ ｄ ｗｉ ＡＮＳ ． ｈ ＹＳ
［ ｙ ｗ ｒ ｓ Ｃ ｌ ｄ ｃ ｌ ｈ ｌ ； ｙ ａ ｉ ｂ ｃ ｌ ｇ Ｂ ｃ ｌ ｇｍ ｄ ｓ Ｃ ｍ ｕｅ ｓ ｕａｉ ； Ｎ Ｙ Ｋｅ ｏ ｄ ］ ｙｉ ｒ ａ ｓｅ ｓｏ ｐ ｔ ｉ ｌ ｏ Ａ Ｓ Ｓ ｎｉ ｌ ｎ ｎ ｒ ｍ ｔｎ
阶梯圆柱壳在轴向冲击载荷作用下的屈曲计算分析
阶梯圆柱壳在轴向冲击载荷作用下的屈曲计算分析桂夷斐;马建敏【摘要】The governing equation of a step cylindrical shell's vibration displacements in radial direction under axial impact load was established and solved considering boundary conditions and consistency conditions to obtain its bifurcated conditions of dynamic buckling after stress wave reflecting. The relations among the critical buckling load,the position where the stress wave front reached the step cylindrical shell and the ratio of thickness to radius of the step cylindrical shell were acquired through numerical calculation. The numerical results showed that the axisymmetric buckling of the step cylindrical shell appearing is easier than its non-axisymmetric buckling occurring; the buckling occurring at the fixed end after the stress wave reflected by the fixed end passing through the division surface is harder than that before the reflected stress wave passing through the division surface be,while the buckling occurring at the impacted end is easier; the critical buckling load increases with increase in the ratio of thickness to radius and the ratio of thicknesses; for a step cylindrical shell and a constant thickness cylindrical one with the same mass,the step cylindrical shell's buckling is easier before the stress wave reflected by the fixed end passing through the division surface,while the step cylindrical shell's buckling is harder after the reflected wave passing through the division surface.%建立并求解了阶梯圆柱壳径向位移控制方程,考虑边界条件及相容条件,得到应力波发生反射后阶梯圆柱壳的动态屈曲分叉条件.通过数值计算,分别给出了不同时间段屈曲临界载荷与应力波波阵面到达阶梯圆柱壳的位置、阶梯圆柱壳厚径比的关系.数值计算结果表明,阶梯圆柱壳发生轴对称屈曲相对非轴对称屈曲更容易;应力波传播经固定端反射,通过分界面后比通过分界面之前固定端部更难发生屈曲,而冲击端部较易发生屈曲.随着厚径比及厚度比的增大临界载荷也随之增大.质量相同的阶梯圆柱壳与等厚度圆柱壳,应力波经固定端反射通过分界面之前阶梯圆柱壳更易发生屈曲,而通过分界面之后阶梯圆柱壳更难发生屈曲.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2019(038)001【总页数】7页(P200-205,228)【关键词】阶梯圆柱壳;轴向冲击;应力波;临界载荷【作者】桂夷斐;马建敏【作者单位】复旦大学航空航天系, 上海 200433;复旦大学航空航天系, 上海200433【正文语种】中文【中图分类】O343.9目前，应用较为广泛的缓冲元件主要是薄壁构件，因其具有良好的吸能特性，在受到冲击载荷的作用时，破坏形式较为稳定，主要通过自身的塑性变形吸收和耗散能量，达到缓冲保护的目的。
轴向冲击载荷下有限长圆柱壳的动态屈曲研究
轴向冲击载荷下有限长圆柱壳的动态屈曲研究作者：刘姝徐慧来源：《中国科技博览》2013年第28期[摘要]本文总结了许多学者的经验和理论，应用屈曲理论，将弹性屈曲和动力屈曲作为重点。
主要讨论了弹性结构一端受轴向冲击载荷作用下的动态屈曲问题，应用应力波传播理论讨论无限长圆柱壳的动态屈曲，以及在有限长情况下应用应力波传播和反射理论研究有限长圆柱壳的屈曲问题。
[关键词]动态屈曲，分叉，弹性圆柱壳，应力波，反射中图分类号:TP31 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0047-02近几十年来,结构的静动力屈曲问题一直是力学工作者极为关注的一个前沿课题.自1960年代起，人们就开始了对动力屈曲问题的研究，研究的内容涉及到杆、板、壳等各类常见结构单元在各种动力载荷作用下的屈曲问题的诸多方面，如屈曲准则的建立，屈曲载荷、屈曲模态、屈曲时间的确定，初缺陷的影响和后屈曲分析等。
然而时至今日，动力屈曲的一系列重要问题仍需要人们进一步的研究探讨。
分叉现象和应力波效应（传播和反射）在圆柱壳动态屈曲中起着重要作用，例如一长度为l的圆柱壳一端受大小为N的轴向冲击载荷的作用，当应力波传到另一端时发生反射，以下只讨论第一次反射，反射波与原波发生叠加因此载荷由N变为2N，并在某点发生分叉现象，利用这一原理求解圆柱壳的临界载荷和屈曲模态，有限长圆柱壳扰动方程为：对于理想壳体在应力波传播和反射过程中，内轴力分布可将壳体分为若干个区，在这些区内轴力被描述为仍然讨论固支情况，由端部条件知在应力波反射后的反射端不妨设为刚性条件，加上在反射波波振面（即在此点发生分叉现象）相容条件有：F是靠近冲击端的扰动方程，F1是靠近反射端的函数，两者分界点就是分叉点，一共分为十五种情况：上述公式的导出是根据对扰动方程的6个求解在冲击端和反射端分别是是不同情况、相同情况时排列组合得出，其中还排除了15种不可能存在的情况。
公式中各个符号的意义与无限长时相同，分叉点两侧的材料性质几何参数完全相同，只是冲击端到分叉点之间的力的大小是分叉点到反射端之间力的一半。
圆柱壳限制失稳的实验研究
第23卷增刊I V ol. 23 Sup. I 工 程 力 学 2006年 6 月 June 2006 ENGINEERING MECHANICS7—————————————————收稿日期：2005-12-12；修改日期：2006-03-15基金项目：国家自然科学基金资助课题(批准号：10072030)作者简介：郭英涛(1978)，男，吉林人，博士生，从事壳体理论及数值计算研究；*任文敏(1937)，男，江苏人，教授，工学博士(Dr.-Ing.)，从事板壳理论、结构稳定性等研究(E-mail: renwm@)。
文章编号：1000-4750(2006)Sup.I-0007-04圆柱壳限制失稳的实验研究郭英涛，*任文敏(清华大学航天航空学院工程力学系, 北京 100084)摘 要：采用高分子高弹性材料Mylar 薄膜制作衬壳，其外侧的刚性限制为钢制圆柱筒壳，两端用加强环压紧以模拟边界条件。
用气压加载模拟圆柱壳受周向均匀压力，观察衬壳的屈曲过程，同时测量衬壳的临界载荷。
实验测量结果与有限元计算的结果符合较好。
另外还通过人为制造不同初始缺陷和变换不同壳体长度，研究了限制失稳临界载荷与初始缺陷及不同长度的关系。
结果表明圆柱薄衬壳受侧向外压的限制失稳临界载荷比自由失稳临界载荷有很大提高。
关键词：壳体屈曲；圆柱壳；限制失稳；实验研究；Mylar 薄膜 中图分类号：O343.9 文献标识码：AEXPERIMENTAL STUDY ON CONFINED BUCKLING OF CYLINDRICALSHELLSGUO Ying-tao, *REN Wen-min(Department of Engineering Mechanics, School of Aerospace, Tsinghua University, Beijing 100084, China)Abstract: Liner shell made of superelastic Mylar polymer film was constrained by outside steel cylinder. Boundary conditions were provided by stiff-rings on both ends. The shell was under uniform lateral pressure loaded by pumped air. The buckling process was observed and the critical buckling loads were measured, which were in good agreement with FEM results. By imposing initial defect and changing the length of the shell, the relationship between the critical loads and the initial imperfections, critical loads and L/R were studied. The results indicate that the confined buckling critical load of cylindrical liner shells was much higher than buckling critical load of same shells without outside constraints.Key words: shell buckling; cylindrical shell; confined buckling; experiment; Mylar film限制失稳是指构件失稳时其屈曲变形不能自由发展而受到某种限制性约束的失稳，有时又称单向失稳、接触失稳、约束失稳。
中厚圆柱壳在低速轴向冲击作用下的屈曲研究的开题报告
中厚圆柱壳在低速轴向冲击作用下的屈曲研究的开题报告一、背景介绍圆柱壳是一种重要的结构形式，在机械、航空航天、海洋工程等领域中有广泛的应用。
圆柱壳受到轴向冲击会发生屈曲，导致其失稳破坏，因此对圆柱壳的屈曲研究具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在探究中厚圆柱壳在低速轴向冲击作用下的屈曲行为，包括其屈曲模式、屈曲载荷等相关问题，为提高圆柱壳的屈曲稳定性提供理论支持。
三、研究内容1. 基于理论分析和有限元模拟方法建立中厚圆柱壳的数学模型。
2. 利用数值模拟方法研究圆柱壳在低速轴向冲击作用下的屈曲模式并与实验结果进行对比分析。
3. 通过理论计算和数值模拟研究圆柱壳在不同的载荷条件下的屈曲载荷和屈曲位移变化规律。
4. 探究圆柱壳屈曲失稳的机理与相关因素。
四、研究意义该研究可为工程实践中的圆柱壳设计和应用提供理论依据，为提高圆柱壳的屈曲稳定性以及预测其失稳破坏提供可靠的参考，同时为圆柱壳的更深入研究提供新的思路与方向。
五、研究方法本研究将采用理论分析和数值模拟相结合的方法，通过对中厚圆柱壳的理论计算和有限元模拟分析得到圆柱壳在不同载荷下的屈曲模式、屈曲载荷和屈曲位移变化规律，并结合实验数据进行对比分析，进一步探究圆柱壳屈曲失稳的机理。
六、研究预期成果预计本研究将得出中厚圆柱壳在低速轴向冲击作用下的屈曲模式、屈曲载荷和屈曲位移变化规律，并针对圆柱壳屈曲失稳机理和影响因素进行深入分析，为圆柱壳的设计和应用提供理论支持与参考，为圆柱壳的进一步研究提供新的思路与方向。
七、研究基础本研究需要了解材料力学、结构力学等相关理论基础知识，以及有限元分析和计算机数值模拟方面的技术基础。
八、参考文献1. 刘勇. 圆柱壳的屈曲及其失稳分析[D]. 哈尔滨工业大学, 2019.2. 赵宇飞, 雷天祥, 张宏利. 基于ABAQUS的中厚壳体屈曲行为研究[J]. 机械科学与技术, 2017, 36(09): 1326-1331.3. 苏栋, 杨云程. 圆柱壳屈曲失稳研究进展[J]. 航空制造技术, 2019(12): 85-89.。
充满液体弹塑性圆柱壳轴向冲击屈曲的数值模拟
第ｌ 巷 第 １ ９ 期
２ ２年 ２ ００
计
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ｖ ＯＩ ９． ．１ ＮＯ．１ Ｆｅｌ ｌｒ ｖ ２０ ０２
Ｃ ｉ ｅ ｅ Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＣｏ ｈ ｎ ｓ ｏ ｒ ａ ｍｐ ｔ ｔｏ ａ ｅ ｈ ｎ ｃ ｏ ｕ ａ ｉ ｎ ｌＭ ｃ ａ ｉｓ
关 键 词 ： 液柱 壳 ； 击屈 曲 ； 值 模 拟 充 坪 数 中图 分 类 号 ； ４ ． ０３ ７ ２ 文献标识码： Ａ
１ 引
言
态 以及 液 体 内压 和总撞 击力 的时 程 曲线 与 实验 结
果 表 现 出 很 好 的 一 致 性 。通 过 调 整 壳 的 几 何 、 理 物
６ ｍ 厚度 为 ０ ２ｍｍ ， ６ ｍ， ．： ］ 弹性模 量 Ｅ＝ ｇ ２ ａ 泊 ０ Ｇｐ ， 松比 一 ０２， ． ９ 屈服 应力 ＝ ３ ０ ａ 塑性 强化 ３ ＭＰ ， 模 量 Ｅ ＝ ０ ０ Ｅ。 ２和图 ３给 出了撞击 速 度为 ．Ｉ 图 ４ ４ ｍ／ ． ３ ｓ下 的撞 击 力 和液 体 内压力 的实验 与 计算
摘
要 ； 于对 克 满 最 体 的 弹 塑性 圆柱 壳轴 向坪 击屈 曲 的实 验 观察 ， 立 了相 应 的 计 算 模 型 ， 用 Ｌ — ＹＮＡ 软 基 建 借 ＳＤ
件 包 ， ＨＰＣ３０工 作 站 上 完 成 了数 值模 拟 ， 到 了动 画 显 示 ， 出 的屈 曲横 寿及 一 些 特 征 量 的 时程 曲蛙 与 嘉 在 － ６ 得 给 驻 结 果 相 当一 致 。 支 中对 壳 的几 呵 ． 理 参数 屈 曲性 能 的影 响进 行 了较 详 细 的 讨论 。 暂
（） ４ ３ ｍ Ａ３
ｆ ｖ ，４ ｒ ＇ ４ ＝ ３ ￣ｓ
两种边界条件下圆柱壳轴向冲击屈曲实验研究
第 ７期
２１ ００年 ３ 月
科
学
技
术
与
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程
Ｖ０ ． ０ Ｎｏ ７ ０ Ｓ ｉＴ ｃ ． ｎ ｎ ． ０１ ｃ． ｅ ｈ Ｅ ｇ ｇ
１７ １ １ （０ ０ ７ １４ － ６ １— ８ ５ ２ １ ） — ００ ７ ４
Ｓ ｉ ｃ ｅ ｈ ｏ ｇ ｎ ｎ ｎ ｅ ｎ ｃｅ ｅ ｃ ｎ ｌ ｙ ｄＥ 舀 ｅ ｆ ｇ ｎ Ｔ ｏ ａ ｉ
会 发生非 轴对称 屈 曲 。Ａ ｍ ｏｈ３和 Ｌｎ ｂ ｒ＿ 的研 ｌ ｒｔ¨ ｉｄ ｅｇ４
９０ ４ １落锤式 冲击 试 验 机 ， 观察 了两 种 边 界 条 件下 ， 试件 承受不 同速度 的 冲击 载荷作 用 时产 生 的屈 曲模 态， 并通 过航 天工 业部 ７２所 生产 的 ５１５型力传感 ０ １
２０ ０９年 １ ９日收到 ２月 国家 自然科学基金项 目（ ０７ １９ 资助 １７ ２ ２ ）
缘， 利用端盖与锤体之间的摩擦力实现约束 圆柱壳
端部 的转动 和位 移 。 自由边 界 条 件下 ， 射 端 的支 反 座对 圆柱壳 轴 向位 移起 约束作 用 。
第一作者简介： 冀健龙 （９ ４ ） 山西太原人 ， １８ 一 ， 硕士生 ， 研究 方向 ： 冲 击动力学。
２ ． ２ｋ 。实验 中使 用 的试 件长 度 ２＝８ ｍ、 径 ７ ８ ｇ ８ｍ 外
＝
于 圆柱 壳动力 响 应 的影 响 ， 边 界 条件 在 工 程 实 际 而 中对构件 是 十分 重要 的影 响 因素 。本 文通 过 实验 发 现 ， 界条件 不 同 ， 边 圆柱壳 在轴 向冲击 作 用下 的屈 曲 模 态也 不 同 ， 有一 定 的工 程 实际意义 。 具
冲击扭转载荷作用下的弹塑性圆柱壳屈曲分析
冲击扭转载荷作用下的弹塑性圆柱壳屈曲分析王雪峰 马源连学过备与 装（email: frack218@ ）摘要：本文主要研究了弹塑性圆柱壳在承受冲击扭转屈曲载荷作用下的动力屈曲问题。
讨论了在屈曲分析中，使用有限元软件ANSYS 处理扭转屈曲问题的方法，最后基于该有限元程序模块对一圆柱壳结构进行屈曲模拟，并对主要影响因素进行了分析介绍。
关键词：完善圆柱壳 有限元 动力屈曲 应力波 ANSYS1 引言圆柱壳是工程中最常使用的壳体结构，圆柱壳的屈曲问题在结构稳定性分析中占有重要的地位，从某种意义上说，圆柱壳屈曲问题的研究推动了结构稳定理论的建立和发展[1]。
作为本文研究的薄壁圆柱壳的扭转屈曲问题一直是结构工程师和力学工作者所关注的课题，其扭转屈曲的现象得到了人们极大的重视[2，4]。
回顾圆柱壳扭转屈曲问题发展的历程，我们可以清晰的看到很多科学工作者艰苦不懈的努力和孜孜不倦的探索[2，4]。
但在冲击扭矩作用下弹性圆柱壳动态屈曲的理论分析中考虑应力波传播特性，荷载分布特性，时间特性以及大变形效应等诸多影响因素，无疑使得问题的求解变得复杂而困难，试图通过建立一个力学模型用解析的方法给出问题完整的描述更是难上加难，而数值模拟就成为了研究此类非线性问题的有效途径[3。
5]。
本文作者利用了有限元程序ANSYS 对弹塑性圆柱壳的冲击扭转屈曲问题进行求解，建立了完善圆柱壳的有限元模型，利用求解结果详实的分析了应力波在动力屈曲过程中的特点、现象，并集中讨论了屈曲发展中的一些主要影响因素。
2 扭转屈曲问题的算法基础考虑一个如图所示的圆柱壳，假定壳体是有限长完善的，在其端部作用一个突加阶跃剪切应力f ，冲击端为简支约束，非冲击端为固定约束。
有限元数值计算的坐标系是柱坐标系。
则扭矩),0(t T 为：),0(2),0(2t hf R t T π=)(0)0(),0(ct x ct x S t f ;−−≤≤−−〈=其中S 为阶跃剪应力幅值，ρ/G c =为剪切波速，G 为剪切模量，ρ为材料密度，t为时间变量。
阻尼约束的圆柱壳在轴向冲击载荷作用下的屈曲分析
阻尼约束的圆柱壳在轴向冲击载荷作用下的屈曲分析
桂夷斐;周文君;马建敏
【期刊名称】《应用力学学报》
【年(卷),期】2020(37)6
【摘要】建立并求解了受径向阻尼约束圆柱壳的径向位移控制方程,考虑边界条件及相容条件,得到了应力波传播及反射过程中圆柱壳的动力屈曲分叉条件。
通过计算得到了应力波传播及反射过程中屈曲临界载荷与应力波传播时间、径向阻尼的关系,以及有阻尼约束和无阻尼约束条件下圆柱壳的屈曲模态。
数值计算结果表明:阻尼约束圆柱壳发生轴对称和非轴对称屈曲情况下,临界载荷关于应力波传播时间、径向阻尼的趋势一致;临界载荷随波传播时间的增加逐渐降低并趋于平缓;径向阻尼使圆柱壳的抗动力屈曲能力增强,且应力波反射后圆柱壳从低阶轴向屈曲到高阶轴向屈曲比反射前更容易;径向加阻尼约束后圆柱壳的屈曲模态形状与不加阻尼约束时保持一致。
【总页数】8页(P2496-2502)
【作者】桂夷斐;周文君;马建敏
【作者单位】复旦大学航空航天系;上海电机学院机械学院
【正文语种】中文
【中图分类】O3434.9
【相关文献】
1.弹性圆柱壳在轴向冲击载荷和温度耦合作用下的屈曲
2.轴向冲击载荷作用下弹性圆柱壳横向弯曲动态屈曲
3.两参数轴向冲击载荷作用下圆柱壳弹塑性动力屈曲
4.阶梯圆柱壳在轴向冲击载荷作用下的屈曲计算分析
5.弹性介质中受轴向冲击载荷作用的圆柱壳的屈曲临界载荷计算分析
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金属圆柱壳受大质量低速冲击的屈曲变形
本文 中， 对钢、 铜 质 圆柱壳进 行轴 向冲击实 验 ， 得到不 同的屈 陆模 态 及 冲击 力 时程 曲线 。实验 显示 ， 像 铜 这样 的具 有高密 度 的韧性材 料 ， 在并 不高 的 冲击 速度 下 出 现塑性 动 力 屈 曲现 象 。为 Ｄ． Ｋａ ｒ ａ ｇ ｉ ｏ ｚ ｏ —
第３ ５ 卷 第 ２ 期 ２
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金 属 圆柱 壳 受 大 质 量 低 速 冲 击 的 屈 曲变 形
路国运， 段晨灏， 雷建平 ， 韩志军， 张善元
曲和非轴 对称 非均 匀屈 曲 。如 上所 述 ， 圆柱壳 冲击 屈 曲对各 种条件 的 敏感性 使 问题非 常复 杂 ， 仍 有许 多
问题 未 能得到 合理 的解决 。对 于如何 区分 或在 什 么条 件下 产 生动 力 累进 屈 曲还 是 动 力 塑性 屈 曲 ， 目前 仍未 能有 明晰 的界定 方式 。Ｄ． Ｋａ ｒ ａ ｇ ｉ ｏ ｚ ｏ ｖ ａ等［ ８ 和 路 国运 等 在 讨 论 中 ， 均 指 出 了冲击 速 度 并 不 是 出 现塑 性动 力屈 曲 的必 要条 件 ， 在 适 当的参 数下 低速 冲击亦 会 出现塑性 动 屈 曲现象 ， 这个 观点 有待 进一 步
（ 太 原 理 工 大 学 材 料 强 度 与 结 构 冲 击 山西 省 重 点 实 验 室 ， 山西 太 原 ０ ３ ０ ０ ２ ４ ）
摘 要 ：对 钢 质 和铜 质金 属 圆 柱壳 的轴 向 冲击 动 力 响 应进 行 了 实 验研 究 ， 记 录 了两 种 不 同材 料 圆 柱 壳 在 大 质 量 低 速 冲击 下 的冲 击 力 时 程 曲线 ， 得 到其 屈 曲模 态 。采 用 高速 摄 像 及 模 拟 技 术 给 出 了 钢 质 圆 柱壳 渐进 屈 曲
水下爆炸冲击波与气泡载荷作用下加筋圆柱壳毁伤特性实验与数值研究
水下爆炸冲击波与气泡载荷作用下加筋圆柱壳毁伤特性实验与数值研究一、内容综述随着科学技术的不断发展，水下工程在国防建设、海洋资源开发和环境保护等方面发挥着越来越重要的作用。
然而水下环境中的爆炸冲击波和气泡载荷对结构物的安全性能提出了更高的要求。
加筋圆柱壳作为一种常用的水下结构形式，其毁伤特性对于评估水下环境的安全性具有重要意义。
因此本文针对水下爆炸冲击波与气泡载荷作用下加筋圆柱壳的毁伤特性进行了实验与数值研究。
首先本文回顾了水下爆炸冲击波与气泡载荷作用下加筋圆柱壳的毁伤特性研究现状，分析了现有研究成果在实验方法、模型简化和计算精度等方面的不足之处。
在此基础上，本文提出了一种新的实验方法，以提高研究的可靠性和准确性。
同时本文还对现有的水下结构模型进行了简化处理，以降低复杂度，便于后续的数值分析。
其次本文通过实验验证了所提出的新方法的有效性，实验中采用高速摄影技术记录了加筋圆柱壳在水下爆炸冲击波和气泡载荷作用下的变形过程。
通过对实验数据的分析，揭示了加筋圆柱壳在不同工况下的毁伤特性，为进一步的数值模拟提供了有力的支持。
本文基于所提出的实验方法和模型，利用有限元软件对加筋圆柱壳在水下爆炸冲击波与气泡载荷作用下的毁伤特性进行了数值模拟研究。
结果表明加筋圆柱壳在水下爆炸冲击波和气泡载荷作用下的毁伤程度与其几何尺寸、材料性能和初始损伤状态等因素密切相关。
此外本文还对数值模拟结果进行了对比分析，验证了所提出的方法的有效性。
本文通过对水下爆炸冲击波与气泡载荷作用下加筋圆柱壳的毁伤特性进行实验与数值研究，为评估水下环境的安全性能提供了有力的理论依据和技术支持。
A. 研究背景和意义随着海洋工程、船舶制造、石油化工、水下军事等领域的快速发展，水下结构的安全性能日益受到重视。
在这些领域中，圆柱壳结构的使用非常广泛，如船舶螺旋桨、水下管道、石油钻井平台等。
然而由于水下环境的特殊性，圆柱壳结构在受到冲击波载荷和气泡载荷作用时，其破坏形式和破坏程度往往受到很大影响。
弹性圆柱壳轴向冲击屈曲数值模拟
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22结果分析 由 以上 的结 果可 以看 出， 从以 上 的数 值模 拟可 以得 出以 下结 论： 1) 圆柱壳在初始阶段先发生轴对称屈曲，随着冲击的持续某些圆 柱壳 转化 为非 轴对称 屈曲 。 2) 圆柱壳所加载荷虽小于其屈服极限，经过应力波的多次反射之 后其 轴向 应力 可能 超过其 屈服 极限 。 3) 圆柱壳屈曲半波长，与其半径有关，而与其加载条件无关。
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与理论值5 ．9 3mm很接近。
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表1招夸 盒质圆 柱壳试 件”
2弹性屈曲 数值模拟 与结果分 析
钢梁-柱落锤冲击实验及数值模拟分析
钢梁-柱落锤冲击实验及数值模拟分析山东建筑大学硕士学位论文Experiment And Numerical Simulation Analysis Of Steel Beam—Column Impacted By Dropping HarmmerLi Yueqiang(Structural Engineering)Directed by Xi FengABSTRACTIn recent years，steel structure has been used increasingly in civil engineering due tO itsand widely recognized advantages，which promotes the development of relevant design theoryacademic research to a certain extent．Specially,study on the resistance of steel structures underand impact load is becoming a hot spot．Within the design life，in addition to the explosionconventional design load，steel stuctures also bear accidental explosion or impact load sometimes，SO they must have the appropriate resistance．The dynamic response under impact load of steel beams and columns，which are the main load-beating members，is the first problem to be solved．At the same time，it Can also provides the basis for further design．This article‘mainly studys the dynamic response of I-shaped cross-section beam—columns underimpact load，including impact experiment,finite element simulation and the equivalent single degree of freedom model analysis．In the experiment,we use a cylindrical helical compression spring tO apply the axial load，and dynamic record the deformation process and strain of the member using IligIl—speed camerassignal acquisition system．Experimental re钒dts show that：when subjected tO lateral midpoint impact effect，simply supported beam-column members appear not only bending deformation in the plane but also bending and torsional deformation out of the plane；and the local buckling of web is the reason of bending and torsion deformation；the bending deformation in the plane and torsional deformation out of the plane will increase as the increasing impact velocity and axial load，but a specific range of impact velocity and axial load will decrease torsional deformation out of the plane；changes in axial force relate to the axial deformation and the stiffness of the spring，which indicates that using less rigid万方数据山东建筑大学硕士学位论文compression spring tO apply趾axial load is suitable ．Using the software ANSYS ／LS-DYNA,simulation about the experimenthas been made ． By the comparison of deforming process ，the final displacement and strain data,we find out that both finite element analysis and experiment results have a good match ，showingthat it is feasible to study bending and torsional buckling usingthe finite element numerical simulationmethod ．On this basis ，further analysis of the contact surface friction ，axial force ，drophammer mass ，impact velocity,boundary conditions ，etc ．on the influence of bending and torsiondeformation has been made as well as the verification about the single degree of freedom mndelUsing finite element software to study the dynamic response Can provide accurateanalysis results,but its operation process is complex and requires higher theoretical level ， While the use of single degree of freedom model which is commonly used indynamics is just theopposite ．In this article ，the order of plastic hinges formed in the hyperstatic member isdetermined by ultimate load theory ．Then according to mechanics of material s ，deformationcurves in variousdeformation stages are received ．Combined with Hamilton’S principleand other dynamics theory,differential equations of motion and its coefficient expressions aboutbeam·column members with rotational constraint boundaryconditions are deduced ．The linear acceleration method is used to get numerical calculations of the equation of motion ．In orderto reasonably considering the strain rate effect ，we assume that plastic hinges have fixedlengthdistribution and then calculate plastic strain and strain rate according to angle turned of plastic hinge ．Ultimately,the results of single degreeof freedom model and finite element simulationare compared ，to verify the applicability of equivalent single degree of freedommodel of thebeam —column members and the proposed methodin this paper ．Key Words ：Steel Beam —column ，Impact experiment,Bending and torsion buckling ， Finiteelement ，Single degree of freedom ，Rotational constraints万方数据山东建筑大学硕士学位论文目录摘要．．I ABS田RACT ．II第l章绪论．1 1．L研究背景及意义I 1-2研究现状2 L 2．I静力状态下钢梁的弯扭屈曲研究．2L 2．2火灾情况下钢梁的弯扭屈曲研究4 1．2．3冲击荷载下钢梁的动力屈曲研究．4 1．2．4等效单自由度模型应用研究．5 1．3本文研究内容．．5第2章动力屈曲及单自由度模型基本理论．7 2．1引言．7 2．2钢材的动态力学性能．．7 2．3动力屈曲概念及判定准则．8 2．4等效单自由度模型相关理论．．9 2．4．1单自由度模型运动微分方程的推导．9 2．4．2极限荷载基本理论．．10 2．4．3线加速度法．．1l 第3章冲击作用下梁一柱动力响应的实验分析．14 3．1实验介绍．．14 3．1_l试件设计．．143．L 2实验装置．14 3．1．3钢材力学性能．．．173．2实验结果分析．18 3．2．1变形测量．18 3．2．2压缩弹簧轴力变化．．18 3．2．3构件变形形式．19IV万方数据第4章冲击作用下梁一柱动力响应的有限元模拟．2l 4．1 ANsYS几S-DYNA程序介绍．．21 4．2 ANsYs／Ls—DYNA程序求解步骤．．22 4．3 ANsYs／Ls—DYNA算法简介23 4．4有限元模型23 4．4．1单元类型．23 4．4．2材料模型．．23 4．4．3荷载、边界约束和接触定义．24 4．4．4网格划分．．25 4．5有限元结果与实验结果对比．26 4．5．1变形过程比较26 4．5．2中点竖向位移及侧向位移比较．27 4．5．3应变比较．27 4．6有限元模拟参数分析．29 4．6．1摩擦力对梁一柱动力响应的影响29 4．6．2轴力对梁一柱动力响应的影响．．29 4．6．3撞击速度对梁一柱动力响应的影响．30 4．6．4不同质量一速度组合对梁一柱动力响应的影响．30 4．6．5横向加劲肋对梁一柱动力响应的影响．．30 4．7小结3l 第5章梁一柱等效单自由度模型数值计算．32 5．1梁一柱体系等效单自由度(sDOF)模型运动微分方程的推导32 5．1．1弹性变形阶段运动方程及各系数32 5．1．2弹塑性变形阶段运动方程及各系数．34 5．1．3塑性变形阶段运动方程及各系数．．38 5．2运动微分方程的求解．43 5．2．1求解实例．．45 5．3小结52第6章结论与展望．53V万方数据6．1结论b3 6．2展望54附录：程序编辑介绍55参考文献．63后记．66攻读硕士学位期间论文发表及科研情况．67万方数据山东建筑大学硐士学位论文第1章绪论1 1研究背景及意义钢结构与其他建筑材辩结构相比，有许多优点，诸如强度高、重量轻，材性均匀、可靠度高，工业化水平高、工期短，密封性能好，抗震性能好，耐热性较好等。
高温下受落锤冲击钢柱的试验研究及数值模拟
高温下受落锤冲击钢柱的试验研究及数值模拟近年来,钢结构因其轻质高强、抗震性能好等优点广泛应用于土木工程领域,这也推动了相关学术理论的发展。
在设计使用年限内,重要或人员密集的建筑物除应当承受常规的设计荷载外,还应当具有一定抵抗偶然荷载的能力。
在“9.11事件”后,钢结构抗火、抗冲击性能的研究更是成为热点。
而钢柱作为主要的承载构件,必须要充分考虑其抵抗火与冲击的能力。
本文研究在火灾环境下约束钢柱受到横向冲击时的响应行为,主要内容如下:(1)设计并进行了高温下钢柱遭受落锤横向冲击的试验,记录了在不同轴力和温度组合下钢柱的冲击过程、轴力变化等,测量了跨中挠度和侧向位移。
发现高温下受横向冲击的钢柱会发生平面外的弯扭变形,并且升温和加大轴力都会加剧弯扭变形。
(2)使用通用有限元软件ANSYS和显式非线性动力分析软件LS-DYNA对试验工况的试件进行模拟并验证了模型的有效性。
建模过程中所采用的本构模型,热-结构耦合分析和隐式-显式联合分析流程为其他学者进行相关研究提供了参考。
(3)基于有限元软件进行了大量参数分析,考察了边界条件的影响、落锤的影响和温度的影响。
推导了钢柱轴向约束刚度与临界屈曲温度的关系公式,发现了相同的轴压比在不同温度下对钢柱遭受冲击时的挠度影响是不同的,高温下钢柱对于轴压比更为敏感;温度对钢柱扭转影响显著,在高温下极易激发出平面外的扭转变形;摩擦力对钢柱遭受落锤冲击时平面外扭转影响最为明显;落锤动能相同的前提下,低速大质量落锤对构件动力响应产生更大的影响。
(4)基于结构连续倒塌和安定性分析的重要背景,探究了火灾环境下的约束钢柱受到简化车辆模型撞击时的响应行为。
通过非线性有限元分析,着重评估几种典型的理想边界下柱的剩余承载力,讨论其端部弹性约束效应。
研究结果表明,钢柱的剩余承载力与温度、受撞击速度和边界条件密切相关。
温度效应主要源于升温所导致的材料力学性能的退化,而热膨胀变形对剩余承载力影响则较小;钢柱剩余承载力随着车辆撞击速度增大而降低,但二者之间并非单调的线性关系,其变形模式转变导致剩余承载力骤然变化;柱下端部的转动约束可以大大增加柱子的剩余承载力,当转动约束刚度达到一定值时可视为刚接;欧洲规范关于关键构件在偶然荷载下的规定只考虑了部分工况,随着钢柱约束减弱其涵盖的范围减小。
轴向载荷作用下圆柱壳的屈曲仿真
邮局订阅号：８２－９４６３６０元／年技术创新仿真技术《ＰＬＣ技术应用２００例》您的论文得到两院院士关注轴向载荷作用下圆柱壳的屈曲仿真ＴｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｂｕｃｋｌｉｎｇｏｆｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌｓｕｎｄｅｒａｘｉａｌｉｍｐｕｌｓｉｖｅｌｏａｄ（１．山西大同大学；２．中北大学）侯飞１，２孙华东２ＨＯＵＦＥＩＳＵＮＨＵＡＤＯＮＧ摘要：本文采用非线性有限元方法，在经典刚塑性理论的基础上，考虑了材料非线性、大变形效应对材料的影响，利用大型通用程序ＬＳ－ＤＹＮＡ对圆柱壳轴向冲击屈曲过程进行了计算机仿真分析。
分析表明，利用非线性有限元数值仿真方法，可以对圆柱壳屈曲这一复杂的力学过程进行真实有效的模拟再现。
关键词：圆柱壳；轴向冲击；动力屈曲；非线性有限元；计算机仿真中图分类号：Ｏ３４７文献标识码：ＡＡｂｓｔｒａｃ：Ｎｏｎ－ｌｉｎｅａｒＦＥＭｉｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌｓ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｎｏｎ－ｌｉｎｅａｒｉｔｙｏｆｌａｒｇｅｄｅ－ｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｐｌａｓｔｉｃｅｆｆｏｒｔａｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｒｉｇｉｄ－ｐｌａｓｔｉｃｔｈｅｏｒｙ．ＴｈｅｗｈｏｌｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅａｘｉａｌｉｍｐａｃｔｂｕｃｋｌｉｎｇｏｆｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌｉｓＳｉｍｕｌａｔｅｄｕｓｉｎｇＬＳ－ＤＹＮＡｃｏｍｐｕｔｅｒｃｏｄｅ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｉｔｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｔｏｓｔｕｄｙｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｔｈｅｉｍｐａｃｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｂｙｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌ，ａｘｉａｌｉｍｐａｃｔ，ｄｙｎａｍｉｃｂｕｃｋｌｉｎｇ，ｎｏｎ－ｌｉｎｅＦＥＭ，ｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ文章编号：１００８－０５７０（２００７）１１－１－０１９９－０２１引言板壳结构分析是现代固体力学中特别引人注目的一个分支，近几十年来随着科学技术的突飞猛进，其发展异常迅速。
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摘要 ： 使用有限元程序 Ｌ Ｓ － Ｄ Ｙ Ｎ Ａ对不 同加载情况 圆柱壳的动力响应进行数值模拟 ， 得到 圆柱壳未发 生局 部屈 曲点 处的应 变． 数值 模拟 结果 与 实验符 合 较好 ． 数 值 模 拟 所得 到 的未发 生局 部 屈 曲处 应 变
表明： 当壳发 生局 部 屈 曲 时 ， 整 个 壳的未屈 曲部 位 处 于 塑性 状 态， 随后 壳会 发 生 弹性 卸 载 ， 并发 生弹
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０ 引 言
轴 向 冲击 下 的金 属 圆柱 壳 一 般 有 稳 定 的 动 力 渐 近屈 曲并 且行 程 较 长 ， 这 样 的特 性 符 合 能 量 吸 收
结构 和材 料 选择 的一 般 原 则 ， 所 以轴 向冲 击 下 的 圆
力塑性 屈 曲 的概 念 ． Ｒ． Ｗａ ｎ ｇ等 在 柱壳 ２
Ａｐ ｒ ．２ ０１ ４
文章 编号 ： ２ ０ ９ ５— ４ ７ ６ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ０ ２一 Ｏ Ｏ ９ ９— ０ ３
对 轴 向冲 击圆柱 壳局部屈 曲及 整体 失稳的数值模拟分析
赵广臣
（ 太 原理 工大 学 阳泉 学 院 ， 山西 阳泉 ０ ４ ５ ０ ０ ０ ）
屈 曲方 面进行 了研 究 ， 提 出了第 ２临界 速度 的概 念．
Ｄ ． Ｋ ａ ｒ ａ ｇ ｉ ｏ ｚ ｏ ｖ ａ － ５ ］ 的研 究 表 明 ， 当本 构 关 系 是 应 变
率敏感性 的， 圆柱壳 只会发 生动力渐进屈 曲， 尽管
第２ ９ 卷 第２ 期
２ ０ １ ４年 ４月
郑 州 轻 工 业 学 院 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊ Ｏ Ｕ Ｒ Ｎ Ａ Ｌ Ｏ Ｆ Ｚ Ｈ Ｅ Ｎ Ｇ Ｚ Ｈ Ｏ Ｕ Ｕ Ｎ Ｉ Ｖ Ｅ Ｒ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ Ｏ Ｆ Ｌ Ｉ Ｇ Ｈ Ｔ Ｉ Ｎ Ｄ Ｕ Ｓ Ｔ Ｒ Ｙ（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｝
ＺＨＡＯ Ｇｕ ａ ｎ ｇ — ｃ ｈ ｅ ｎ
（ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆＹ ａ ｎ ｇ ｑ ｕ ａ ｎ ， Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｙ ａ ｎ ｇ ｑ ｕ ａ ｎ ０ ４ ５ ０ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
性振 动 ， 直 至静 止．
关键词 ： 圆柱壳屈曲； 数值模拟 ； 整体失稳 ； 轴向冲击 中图分类 号 ： ０ ３ ４ 文献标 志 码 ： Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５— ４ ７ ６ Ｘ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ２ ． ０ ２ ４