流-固冲击载荷作用下圆柱薄壳的动力屈曲研究
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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超空泡运动体圆柱薄壳动力屈曲及可靠性分析
超空泡运动体圆柱薄壳动力屈曲及可靠性分析王杰方;安伟光;宋向华【摘要】首先将超空泡运动体模拟成受动态轴向载荷作用的圆柱薄壳,推导了结构的动力稳定性微分方程和动力不稳定区域,然后考虑动态轴向载荷的随机性,采用有限步长迭代法将给出的动力屈曲失稳的多个安全余量方程线性化,并利用逐步搜索法找出有效的安全余量方程,最后结合逐步等效平面法计算了舱段动力屈曲的可靠性指标。
通过算例分别分析了载荷频率、速度和载荷比例系数这三个随机参数的变化对动力屈曲可靠性的影响。
计算结果为如何选择载荷频率、速度和载荷比例系数的安全范围提供了理论依据。
%Firstly,a supercavitating vehicle was modeled as a cylindrical thin shell loaded with a axial dynamic load.The dynamic stability differential equations and the unstable regions of the shell were deduced.Secondly,the safety margin equations for its dynamic buckling were given and linearized with the limited step length iteration method considering the randomness of axial load.Then,the step-by-step searching method was proposed to search those effective safety margin equations.Finally,the reliability index of the dynamic buckling was calculated with the step-by-step equivalent plane method. Through numerical examples, the influences of change of load frequency, velocity and proportional coefficient of load on the dynamic buckling reliability were analyzed,respectively.The calculation results provided a theoretical basis for choosing the safety range of load frequency,velocity and proportional coefficient of load.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】7页(P22-28)【关键词】动力屈曲;可靠性;有限步长迭代法;逐步搜索法;逐步等效平面法【作者】王杰方;安伟光;宋向华【作者单位】哈尔滨工程大学航天工程系,哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学航天工程系,哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学航天工程系,哈尔滨 150001【正文语种】中文【中图分类】O342超空泡运动体是在低压汽化或者人工通气形成的超空泡中高速航行的运动体,其头部空化器和水相互接触所产生的阻力随速度的二次方增长,结构所承受的轴向载荷非常大,容易发生屈曲,另外,空泡形状和尺寸的不稳定性会导致载荷随时间变化,对于承受动态轴向载荷作用的圆柱薄壳结构,一般来说,结构只有轴向振动,但是,当轴向载荷的扰动频率与结构横向的固有频率之间的比值存在某种关系时,圆柱薄壳结构的横向振动的振幅迅速增大,导致结构将丧失动力稳定性。
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
F b. o 8 e 2 o
V 1 3 N . S M N .0 ) o. o1(U o10 2
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。
《振动与冲击》2007年总目次
1
《 振动与冲击) 0 7年 总 目次 20
第 1期
复合材料层 合开顶扁球壳在集 中冲击下 的非线性动力屈曲 ……………………………………………………… 徐加初 杨增涛 ( ) 1 薄壁扁球壳在撞击载荷下的动态响应和吸能特性研究 ……………………………………… 马春生 杜汇 良 张金换 黄世霖 ( ) 4 爆炸冲击荷 载作用下框架柱简化分析模型研究 ……………………… ………………………………… 李 国强 孙建运 王开强( ) 8 双线性 时间 一频率分布的近似计算及其应用 ……………………………………………………………………… 樊永生 郑钢铁 (2 1) 基于矩量法 的桥梁移动车载识别试验研究 ………………………… …………………… 余 岭 朱军华 陈敏 中 C a (6 h nTH T 1 ) 振 动圆柱绕流气动力系数的数值模拟研究 ………………………………………………………………………… 方平治 顾 明( 1 2) 碰撞振动系统的参数 自调节混沌控制 …………………………………………………………………… 马永靖 丁 旺才 杨小刚(4 2) 基 于修正样条函数分析滑移边界矩形板的 自由振动 ……………………………………………………………… 李春祥 司伟建 (7 2) 自同步振动系统 的稳定性 与分岔 ……………………………………………… ………………………… 韩清凯 秦朝烨 闻邦椿 ( 1 3) 控制 Ma i te h u方程 中混沌 的三种方法分析 …………………………………… ……………… 李险峰 褚 衍 东 刘晓君 邓 进( 5 3) 自适应共振解调法及其在滚动轴承故障诊 断中的应用 ………………………………………………… 刘金朝 丁夏 完 王成 国( 8 3) 冲击载荷作用下平板玻璃穿孔机理 ………………… ………… ……………………………………… …… ……… 方维风 余晓青( 2 4) 塑料动态注射成型机螺杆轴向脉动特性分析 …………… ………………………………… ……………… ……… 王 权 瞿金平( 5 4) 确定轴向冲击下薄壁圆柱壳第二临界速度 的新方法 …… ………………………………… ……………… ……… 陈永涛 郑钢铁( 9 4) 汽车对桥梁冲击作用分析 …………………………… ……………………………………… …………… 卜建清 娄 国充 罗韶 湘( 2 5) 粘滞阻尼器拱桥结构减震控制研究 ………………… ………………………………………… 李正英 李正 良 汪之松 周志祥( 6 5) 基于径 向基 函数神经网络的编织 复合材料结构脱层 损伤监测研究 …………………………………… 刘朝 勇 郑世杰 王晓雪( 1 6) 基于神 经网络响应面法的随机结构动力可靠度分析 ……………………………………………………………… 陈 颖 宁佐 贵(5 6) 模糊神经 网络在高层建筑横风 向振动控制中的应用研究 ……………………………………………… 颜桂云 陈福全 孙炳楠 (9 6) 大挠度梁静态变形对动态特性影响分析 …………………………………………………………………………… 石庆华 向锦 武(3 7) 隔振橡胶本构建模研究 …………………… ……………………………………………………………… 王 锐 李世 其 宋少云(7 7) 多组声子晶体复合结构 的隔声性能 …………………・ …………………………………………………. -曾广武 肖 伟 程远胜 (O 8) 基于 C S M E理论 和小生境遗传算 法的结构多损伤检测方法研究 ……………………………………… 戈 埒 闫云聚 陈换过 (4 8) 基于有限点振速分 布设计误差传感策略 …………………………………… ……………………………………… 吴锦 武 姜 哲 (7 8) 速度阶跃法计算 冲击响应幅值的误差 原因和适用条件研究 ……………………………………………… ……… 单树 军 何 琳( 1 9) 某带凸肩发动机风扇 叶片非线性响应及 断裂故障分析 ………… ……………………………………… 单颖春 朱梓根 刘献栋( 5 9) 基于传递矩阵法 的不确定链式结构固有频率 区问分析 ……………………………………………… 张建 国 陈建军 黄居锋 (0 10) L B隔震桥梁空问变异性地震随机响应分析 …………………………………… ………… 江宜城 杨德喜 李 黎 胡 亮(0 ) R 14 基于 WT MM 的爆破振动信号奇异性分析 ………………………………………… ………… 周春华 龙 源 晏俊伟 蔡 立 艮(0 ) 18 种 海 洋 平 台 广义 模 型 修 正 方 法 的研 究 …… … … … … … … … … … … …… …… …… … … … … … … 刘 爱 霞 石 湘 李华 军 ( 1 ) 12 机器 一基础耦合振动功率流传递最优控制 ……………………………………………………………………… 孙玉 国 宋孔杰 ( 1 ) 17 直角平面边界 固定半圆形夹杂对稳态入射平面 s H波 的散射 ………………… 史文谱 张春萍 褚京莲 李禄 昌 胡爱芹 (2 ) 11 空气弹簧隔振器主动控制的鲁棒控制方法研究 ………………………………… …………………… 周 英 王晓雷 郑钢铁 (2 ) 15
基于耦合载荷作用下的圆柱壳动态屈曲研究
高 晓丹 ,马 源 ,郜 卓鹏 ,马桂 霞
( 连 理 工 大 学 化 工 学 院 化 工 机 械 系 ,辽 宁 大 连 1 6 1 ) 大 10 2
摘 要 :研 究 了弹塑性 圆柱 壳在径 向均布 压力和扭 转 冲 击载荷 耦 合作 用下 的动 态屈 曲 问题 , 并采 用 ANS YS有 限元方 法对承 受耦合 载荷 的 圆柱 壳进行 了非线 性屈 曲模 拟 的计 算 。给 出了 圆柱 壳在 承 受耦 合载 荷作 用下 的屈 曲模 态, 析 比较 了径 向 内、 分 外压对 圆柱 壳扭 转 屈 曲的影响 。
中, 圆柱 壳在 承受径 向均 布压 力 的 同时又 受 到 冲击 载 荷作用 的情 况是 经 常存 在 的 , 单 独承 受 冲击 载 与 荷 时 的圆柱壳 相 比 , 合 载 荷 作用 下 圆柱 壳 的 动态 耦 屈 曲特性 有很 大 的变化 。文 中采用 AN YS有 限元 S
在各种耦 合载 荷作用 下 的弹性静 力屈 曲 问题进 行 了 研 究 。王仁 、 铭 宝 等对 轴 向冲击 弹塑性 圆 柱壳 ] 韩 的屈 曲 问题 进 行 了研 究 [ ] 3 。刘 理 、 土 光 等 采 用 “ 刘
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第3 6卷 第 4 期
20 0 7年 7月
石
油
化
工
设
备
Vo. 6 NO 4 13 .
PE TRO- E I CH M CAL EQUI E PM NT
J l 2 0 uy 0 7
文 章 编 号 :1 0 —4 6 2 0 ) 40 5 — 4 0 0 7 6 ( 0 7 0 —0 20
Ab ta t Th ic s in o ls i p a t y a i b c i g o y id ia h l n e h q a sr c : ed s u so fea t — lsi d n m c u kn fc l rc l el u d rt ee u l c c n s s
!复杂载荷作用下圆柱壳的弹塑性动力屈曲研究
第22卷 第2期爆炸与冲击V ol.22,N o.2 2002年4月EXP LOSI ON AND SH OCK W AVES Apr.,2002 文章编号:100121455(2002)022*******刘 理,刘土光,张 涛,李天匀(华中理工大学船舶与海洋工程系,湖北武汉 430074) 摘要:对复杂载荷作用下圆柱壳的弹塑性动力屈曲问题进行了研究。
基于Hamilton变分原理导出圆柱壳的运动方程,本构关系采用增量理论,借助增量数值算法求解动力方程组。
结果表明,均匀径向外压对圆柱壳的轴向冲击的过程或冲击性态有较大的影响,并讨论了径向压力与轴向冲击载荷的幅值对结构临界动力屈曲载荷和临界动力失效载荷的影响。
关键词:圆柱壳;复杂载荷;动力屈曲;动力失效Ξ 中图分类号:O347.3 文献标识码:A1 引 言 在工程实际中,如在深水中受爆炸冲击载荷作用的潜艇、在深水中攻击目标的鱼雷、遭受飞行物撞击的原子能反应堆等结构,在承受冲击载荷之前,已经受到了其它类型载荷的作用,因此它们与结构单独承受冲击载荷时的动力性态有较大的差异。
R. C.T ennys on[1]利用实验和计算的方法对飞行器、化学容器、核反应堆容器和导弹等圆柱壳模型在各种联合载荷作用下的弹性静力屈曲问题进行了研究。
王仁、韩铭宝等[2]对轴向冲击弹塑性圆柱壳的屈曲问题进行了研究,提出了第二临界速度。
之后,韩铭宝等[3]进一步考虑了在径向载荷和轴向冲击联合作用下的圆柱壳塑性稳定性问题,认为复杂载荷下的圆柱壳同样存在着两种临界速度。
但是上述的理论分析是基于小变形下进行的,实际上,薄壁圆柱壳在轴向冲击载荷作用下的屈曲问题属于大变形、大应变的范畴,因此有必要对该类问题继续进行深入的研究。
江松青[4]考察了环向加筋圆柱壳在复杂载荷作用下的弹塑性动力屈曲问题,对均匀径向外压与轴向冲击载荷峰值之间的关系进行了定性的讨论,并得到了一些有意义的结论。
在本文中,我们对复杂载荷作用下圆柱壳的弹塑性动力屈曲问题进行了研究。
复合材料圆柱壳非轴对称动力屈曲
复合材料圆柱壳非轴对称动力屈曲孟豪;韩志军;路国运【摘要】考虑应力波效应,通过Hamilton原理得到轴向阶跃荷载下复合材料圆柱壳非轴对称动力屈曲控制方程.根据圆柱壳周向连续性设出径向位移的周向函数形式,使用分离变量法得到应力波反射前复合材料圆柱壳动力屈曲临界荷载解析解及屈曲模态,将该结果与里兹法所得结果进行了对比,结果表明两种方法所得临界荷载差值等于转动惯性的影响项.用MATLAB软件编程分析了径厚比、铺层角度等因素对临界荷载的影响.结果表明转动惯性对圆柱壳动力屈曲临界荷载的影响可以忽略,环向模态数越大,临界荷载越大且对应的屈曲模态图越复杂.%Considering effects of stress wave,the governing equation for non-axisymmetric dynamic buckling of composite cylindrical shells under an axial step load was derived using Hamilton principle.The expression of radial displacement function along the circumferential direction was assumed according to its continuity along the circumferential direction.The analytical solution to the critical load of the dynamic buckling of a composite cylindrical shell and its buckling modes were derived with the variable separation method before the reflection of stress paring the critical load with that gained with Ritz method,it was shown that the difference between the two critical loads is equal to the influence term due to rotary inertia.The influences of diameter-thickness ratio,and ply orientation,etc.on the critical load were analyzed with a self-compiled MATLAB-based code.The results showed that the effect of rotary inertia on the critical load can be neglected;thehigher the circumferential mode order,the larger the critical load and the more complex the corresponding buckling mode shape.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2017(036)011【总页数】5页(P27-30,78)【关键词】复合材料;应力波;动力屈曲;非轴对称;解析解【作者】孟豪;韩志军;路国运【作者单位】太原理工大学力学学院,太原030024;太原理工大学力学学院,太原030024;太原理工大学建筑与土木工程学院,太原030024【正文语种】中文【中图分类】O343;TB33复合材料圆柱壳因其优良的性能被广泛应用于军事以及航空航天等领域。
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.。
面内流固冲击载荷下初缺陷矩形薄板的动力屈曲
第3卷 6
第 1期
船 海 工 程
S P&OCEAN GI ERI HI EN NE NG
Vo. 6 N0 1 I3 .
Fe . 0 7 b 2 0
2 0 年 2月 07
文章编号
1 7 —9 32 0 ) 10 2 —4 6 17 5 (0 7 0—0 10
候 可 能使 舰船结 构 承载 能力 急剧下 降 甚至 完全 丧
作者 简介
彭
英 (9 o , , 1 8 一)女 博士生 。
型试 验相结 合 , 可能得 出有效 的实 施方 案 。 才 水鼓 系 方 式适 用 敞开 海 面 , 抗 台风 的等 白 对 级较 高 , 台风引 起 的巨浪 则需 谨慎 考 虑 , 但 防波堤 是 阻挡 巨浪 的有 效办 法 。单点 水鼓 系? 具有 很好 白 的风标 作用 , 能抵 抗 高等级 台风 , 需要 较 大 的海 但 域 。首 尾 多点 系 ?方 式需 要 的海 域 较 小 , 抗 台 白 但
P N . E GY 嘴 Y N ig A G Pn
S h o fTr n p r a in W u a ie st fTe h o o y W u a 4 0 6 c o l a s o tt o o h n Un v r i o c n l g y hn 303 Ab ta t Th p i e f n t n i c o e e c i et e d fe t n Th o e i g e u t n ft e d n m i s c r es l c i h s n t d s r h e lc i . n u o s o b o eg v r n q a i so h y a c n o b c l g o e fc e t n lrp a e r b an d b i h e e iu l t o . Th u t n r o v y u k i f mp r e t ca gu a lt s a e o t i e y we g t r sd a n i r d me h d e e a i sa es le b q o d
圆柱壳在水下冲击载荷下的塑性动力屈曲分析
收稿日期: 1996-02-15 * 国家自然科学基金资助项目. 第一作者: 男, 1969 年生, 博士研究生. 上海, 200030.
王 刚等: 圆柱壳在水下冲击载荷下的塑性动力屈曲分析
87
如图 1 所示, 一半径为 a、厚度为 h0 的无限长圆柱壳置于无限广液面上, 受到来自水下非 均匀分布冲击载荷( 冲量 I P) 的作用. 对圆柱壳和液流场作如下基本假定: ( 1) 圆柱壳由刚线性强化塑性材料制成, = 0 + Eh ( 0 是圆柱壳的屈应力, Eh 是塑性 模量, 是塑性应变) . 考虑圆柱壳几何大变形和平面应变( 圆环) , 不考虑卸载过程.
1000 kg / m3 , W in = 2. 0 × 10- 5 , a/ h0 = 25、50, 1 = / 2, 2 = / 8、/ 6、/ 4, = 0. 005 , 规定
发生动力屈曲的初缺陷放大倍数
f
* bn
=
1. 0 × 108 .
图 5 是冲击速度 v0 = 100m / s 时主屈曲 模态的放大倍数随 时间变化图. 由图可 见,
= f / , C2 = E h/ , = ( Ct ) / a, ( ) = ( ) / a, ( ) = ( ) /
( 16)
得到关于基本内凹变形挠度系数 W 00( t) 的表达式:
∑
1+2Biblioteka 2 21∞
C2n0
n= 1 2n- 1
··
W 00+
1-
s2 4
2
2+
1
2
0
m)
( 1)
dM d
+
a( 1 +
m) Q = 0
复杂载荷作用下圆柱壳的弹塑性动力屈曲研究
复杂载荷作用下圆柱壳的弹塑性动力屈曲研究
复杂载荷作用下圆柱壳的弹塑性动力屈曲研究
对复杂载荷作用下圆柱壳的`弹塑性动力屈曲问题进行了研究.基于Hamilton变分原理导出圆柱壳的运动方程,本构关系采用增量理论,借助增量数值算法求解动力方程组.结果表明,均匀径向外压对圆柱壳的轴向冲击的过程或冲击性态有较大的影响,并讨论了径向压力与轴向冲击载荷的幅值对结构临界动力屈曲载荷和临界动力失效载荷的影响.
作者:刘理刘土光张涛李天匀作者单位:华中理工大学船舶与海洋工程系,湖北,武汉,430074 刊名:爆炸与冲击 ISTIC EI PKU 英文刊名:EXPLOSION AND SHOCK WAVES 年,卷(期):2002 22(2) 分类号: O347.3 关键词:圆柱壳复杂载荷动力屈曲动力失效。
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。
耦合载荷作用下的弹塑性薄壁圆柱壳的动态屈曲分析
耦合载荷作⽤下的弹塑性薄壁圆柱壳的动态屈曲分析耦合载荷作⽤下的弹塑性薄壁圆柱壳的动态屈曲分析⾼晓丹马源(⼤连理⼯⼤学化⼯学院化⼯机械系⼤连116012)xxdan2006@/doc/51699120aaea998fcc220eb2.html摘要:本⽂主要研究了弹塑性圆柱壳在承受径向均布压⼒和扭转冲击载荷耦合作⽤下的动态屈曲问题。
借助ANSYS 有限元⽅法对承受耦合载荷的圆柱壳进⾏⾮线性屈曲模拟计算,数据结果给出了圆柱壳在承受耦合载荷作⽤下的屈曲模态,分析在不同⼤⼩冲击扭转载荷作⽤下对圆柱壳屈曲产⽣的影响。
关键词:弹塑性圆柱壳,耦合,冲击载荷,有限元,动态屈曲Dynamic Bucking analysis of elastic-plastic thin CylindricalShells under coupling loadsXiaodan GAO, Yuan MA(Department of Chemical Machinery, Dalian University of Technology, Dalian, 116024, China)Abstract :This paper discusses the Elastic-plastic Dynamic Bucking of Cylindrical Shells under the equal radial pressure and the torsion impact load at the same time. The finite Cylindrical Shells are simulated for the dynamic buckling by the means of the finite software ANSYS. The data of the simulated results show the buckling modes of the Cylindrical Shells under the coupling loads. Finally, the effect of the different value of the torsion impact loads to this structure are analyzed .Key words :elastic-plastic cylindrical Shell,coupling ,impact load, finite element, dynamic buckling1. 引⾔圆柱壳是⼯程中常见的基本结构,它在各类载荷作⽤下的屈曲特性的研究受到了⼈们的⼴泛重视。
局部竖向荷载作用下圆柱形薄壳的解析解
局部竖向荷载作用下圆柱形薄壳的解析解以《局部竖向荷载作用下圆柱形薄壳的解析解》为标题,本文旨在分析局部竖向荷载作用下的圆柱形薄壳的解析解。
层壳理论可以满足结构力学中有限元网格的有限元求解的要求,而局部荷载的效应能够以更多的精度来模拟结构的变形。
本文主要针对局部竖向荷载作用下的圆柱形薄壳,利用解析装置获得球壳的受力情况。
首先,本文介绍了圆柱形薄壳的变形性能,该变形性能是由其自重和局部荷载的总结作用所决定的,并介绍了圆柱形薄壳的力学行为。
其次,采用层壳理论,分析了圆柱形薄壳的受力情况。
按照局部竖向荷载作用的总和来分析受力情况,建立以荷载的距离为变量的解析解,运用它来得到圆柱形薄壳的受力情况,从而分析圆柱形薄壳的变形特性。
此外,本文还指出,圆柱形薄壳受力情况受局部竖向荷载总和和附加荷载的影响是有限的,并在分析结果中比较了薄壳的本构特性。
最后,根据本文的分析发现,局部竖向荷载的效应会使圆柱形薄壳出现变形,并且这种变形会在荷载距离一定范围内逐渐增大,当荷载距离超过一定范围时,变形幅度基本不变。
以上就是本文所解析的局部竖向荷载作用下圆柱形薄壳的解析解,而这些研究对于分析和设计圆柱形薄壳结构提供参考,以实现有效的受力结构设计。
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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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弹性圆柱薄壳在流体作用下的变形与内力分析的开题报告
弹性圆柱薄壳在流体作用下的变形与内力分析的开
题报告
标题:弹性圆柱薄壳在流体作用下的变形与内力分析
研究内容:
弹性圆柱薄壳是一种常见的工程结构,在流体力学中,它扮演着重
要的角色。
本文将研究弹性圆柱薄壳在流体作用下的变形与内力分析。
具体内容如下:
1.基本理论:介绍弹性力学理论、流体力学理论及其相关原理。
2.建立数学模型:根据薄壳理论和流体力学理论,建立弹性圆柱薄
壳在流体作用下的数学模型,包括壳体的几何形状、材料性能、荷载分
布等参数。
3.求解变形:通过求解数学模型,分析弹性圆柱薄壳在流体作用下
的变形情况,包括壳体的位移、变形曲率等。
4.内力分析:通过求解变形方程,分析弹性圆柱薄壳在流体作用下
的内力分布情况,包括壳体的应力、应变等。
5.模拟分析:对比不同参数对弹性圆柱薄壳变形及内力分布的影响,通过模拟分析来探究这些影响。
研究意义:
本文的研究对于工程实际应用具有一定的参考价值,可以为设计薄
壳结构提供理论指导和参考,提高结构的强度和稳定性。
同时,对于深
入理解弹性圆柱薄壳在流体作用下的变形与内力分布具有重要意义,可
以为科学研究提供新思路和方法。
研究方法:
本文采用理论研究和数值模拟相结合的方法,在建立数学模型的基础上,通过求解变形方程和内力分析来分析弹性圆柱薄壳在流体作用下的变形与内力分布情况。
预期结果:
通过建立数学模型、求解变形方程和内力分析,本文预期可以得到弹性圆柱薄壳在流体作用下的变形和内力分布情况,同时,可以为工程实际应用和科学研究提供相关理论参考和指导。
组合柱壳在流场中受冲击载荷作用动响应分析
组合柱壳在流场中受冲击载荷作用动响应分析
谭林森
【期刊名称】《华中理工大学学报》
【年(卷),期】1998(026)004
【摘要】基于水弹性理论和广义变分原理建立流固耦合系统动响应方程,用双渐近法建立流固耦合边界积分方程,采用结构有限元和流体边界元计算了组合柱壳在流场中受冲击载荷作用下的动响应。
【总页数】3页(P103-105)
【作者】谭林森
【作者单位】华中理工大学交通科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】O352
【相关文献】
1.静水压对加筋圆柱壳受水下爆炸冲击载荷作用的影响 [J], 马会防;谌勇;华宏星;沈荣瀛
2.圆柱壳在水下爆炸载荷作用下的动响应分析 [J], 余晓菲;刘土光;余宏坤
3.自由圆柱壳受冲击载荷作用的动力响应仿真分析 [J], 路国运;雷建平
4.水下爆炸载荷作用下圆柱壳的局部动响应分析 [J], 邓新文;奚慧巍;周学滨;金辉
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 [J], 桂夷斐;马建敏
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关键词 : 圆柱薄壳 ; 一固冲击载荷 ; 流 动力屈 曲 ; 本构关系 ; 临界载荷
中图分类号 :3 7 2 0 4 , 文献标识码 : A
S u y o n m i c l g o l r c lS l t d n Dy a c Bu k i f Cy i n nd i a hel s
Un e u d S ld I p c a i g d r Fl i - o i m a tLo d n
GONG a g g i LIq n Lin — u , i g
( col f il nier gadA ci c r , acagU i rt, acag3 03 ,hn ) Sh o o v g ei n rht t e N nhn nv s yN nhn 30 1C i C iE n n eu ei a
第3 2卷第 2期
21 0 0年 6月
南 昌大学学报 ( 工科版 )
Junl f ac agU i r t( nier g& T cn l y ora o nh n n esy E g ei N v i n n eh o g ) o
V0, 2 . 1 3 No 2
Jn2 0 u .01
关 系采用增 量理论 , 借助增量数值 计算方 法对 K r a —on l运 动方 程进行 求解 。结果 表明 : am nD n e l 均匀径 向外压对 圆 柱壳的轴 向冲击过程和 冲击性态有较大的影 响。讨论 了径 向压力 与轴 向冲击载荷 的幅值对结 构临界 动力屈 曲载
荷 和临界动力失效载荷的影响。
Байду номын сангаас
Ke o d : y id ia h l ; ud s l mp c o d n ; y a c b c l g c n t u i n e u t n ;c t a y W r s c l rc ls e l f i -o i i a tl a i g d n mi u k i ; o si t q ai s r i l n sl d n t o o i c
la i g o dn
结 构在 冲击载荷 作用 下动 力屈 曲研究 , 在理 论和工 程实 际上 都有极 其重要 的意义 。 由于 非线性 性质 , 这 类问题通常只能用数值方法求解 - 。Z c _对径厚 比( / ) 10~ 6 3 i i4 ] m k R h 在 0 10范围内承受轴 向矩形脉冲的圆
柱壳进行了研究 , 理论分析采用 K r a—onl大变形方程 , a nD n e m l 假设屈曲函数 , 利用 G e i 数值方法求解。 l k a rn 王仁等 对圆柱壳的塑性动力屈曲问题进行了大量的理论和实验研究 , 发现了产生非对称冲击屈 曲的第二 临界速 度 。之后 , 铭宝 等 进 一步考 虑 了在 径 向 载荷 和轴 向 冲击联 合 作 用 下 的 圆柱 壳 塑 性稳 定 性 问题 , 韩
文 章 编 号 :0 6— 4 6 2 1 ) 2— 18— 5 10 0 5 (0 0 0 0 5 0
流 一固冲 击 载 荷 作 用 下 圆柱 薄 壳 的 动 力 屈 曲研 究
龚 良贵 , 情 李
( 南昌大学 建筑 工程 学院 , 江西 南昌 30 3 ) 30 1 摘要 : 研究流 一固冲击载荷作用下 的圆柱 薄壳 动力屈 曲问题 。运动 方程采用 K r nD ne 运动方 程 , 构 ama— on1 1 本
认为复 杂载荷 下 的圆柱壳 同样存 在着 两种 临界速 度 。顾 王 明等 采 用最 小 加速 度 理论 , 析 了 圆柱壳 轴 向 分 冲击 的弹塑性 动屈 曲响应 , 并分 析 了影响 动力屈 曲 的各 种 因素 。 流 一固冲击 屈 曲 , 在理 论上 是不 同于理想 脉 冲屈 曲 的另一类 新 的冲击 屈 曲 问题 。与 理想 脉 冲 屈 曲问题
Ab t ac : t d n y a c b c l fc ln rc l s el n r fud-o i mp c o dng wa a re u . s r t S u y o d n mi u k i o yi d a h ls u de i s l i a t la i s c rid o t ng i l d T r n- n e q a in r ov d u i n r a na u rc lmeh d a d i r a na h oy o o si he Kama - n le u t swe e s le sng i c e me tln me ia t o n nc e me tlt e r fc n t- Do o - t i n r lto so tras Th e u t h we h tr d a xe n lpr sur a e n i o tn oe i h h p ut ea in fmae il . e r s lss o d t a a ile t r a e s e ply d a mp ra tr l n t e s a e o a d p o e y o h yi d ia h lsu d ra illa i g T fe t fr d a xe n lp e s r nd a ill a i g o n r p r ft e c l rc ls el n e x a o d n . heef c so a ile tr a r s u e a x a o d n n t n t e dy a c b c l g b h vo fc ln e r ic s e . h n mi u ki e a iro yi d rwe e d s u s d n