深球壳在横向载荷作用下的静态分析
圆柱壳在工程领域的应用背景及其研究（可编辑）
圆柱壳在工程领域的应用背景及其研究第一章绪论1.1 圆柱壳在工程领域的应用背景及其研究意义圆柱壳由于具有特殊的几何构型和优良的受力性能,使其在许多上许多工业部门和工程领域获得了极其广泛的应用。
充满固体或液体(气体)的圆柱壳更是在工程中承担重要作用,如火箭的固体燃料箱,激光平台的减震基座,垂直电梯的防坠缓冲装置等等。
对其在各种受载条件下的屈曲强度的研究一直是应用力学界和结构工程界长期关心的重要课题之一,尤其是轴向压缩圆往壳屈曲载荷的实验值与线性理论经典结果之间存在极大差异实验值为理论预测的15%--60% ,大大推动了各种非线性结构稳定理论和屈曲对缺陷敏感性研究的发展。
迄今为止,对于圆柱壳在轴压、均匀外压、扭矩、弯矩等基本荷载以及这些基本载组合作用下的柱壳屈曲问题的研究已经进行了广泛的研究,取得了极其丰富的成果。
但是对于壳内充满颗粒固体介质时的轴压屈曲问题却很少有人问津。
这类问题的研究有着重要的应用前景,它不仅能预测由于屈曲导致的结构失效,而且有可能利用有趣的屈曲模态发展无模具成型工艺。
本章试图对这一领域的若干基本问题、处理方法以及一些主要的成果做一个简要的综述,为后面展开讨论提供一些基础和方便。
首先简要介绍了圆柱壳静态屈曲理论研究的进展,然后着重回顾与我们课题相关的轴向压力和内压联合作用下圆柱壳屈曲己有的研究,总结和评述前人的工作,最后对本文主要工作以及所取得的结果做了概述。
1.2 内空圆柱壳静态屈曲的几个基本问题承受膜力为主的结构当所受载荷达到某一临界值时,若对其施加一微小的扰动,则结构的平衡位形将发生很大的改变,这种平衡状态性质的变化叫做结构丧失稳定,相应的载荷称为临界载荷。
一般说来,结构丧失稳定后的承载能力有时可以增加,有时则减小,这与载荷种类、结构的几何特征等因素有关。
若结构加载到某一临界状态所发生的显著变化,并不是由于材料破坏或软化造成的,则称为结构的屈曲buckling 当结构的一种变形形态变得不稳定,而去寻找另一种稳定的变形形态,这种进一步的屈曲现象称为后屈曲postbuckling.一般,屈曲指结构几何形态的变化,而失稳是指平衡状态性质的变化.近代结构稳定性理论集中研究结构的屈曲形式分支型屈曲或极值型屈曲、屈曲模态、后屈曲平衡路径。
深水钻井隔水管静态性能参数敏感性分析
深水钻井 隔水管静态性能参数 敏感性 分析
许亮斌 ，畅元江 ，蒋世全 ，陈国明
（． １ 中海石 油研 究中心 ，北京 １０２ ；２中国石油大学（ ００７ ． 华东） 电工程学院，山东 东营 ２７６ ） 机 ５０ １
摘
要
采用 Ａ Ａ Ｕ Ｂ Ｑ Ｓ软件 ，建立深水钻 井隔水管的有限元模 型， 隔水管 的力学性 能进行 了研 究。在此基 础 对
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浮船 偏移 与球深 百分 比
船
学术论文
式 中 Ｅ， 隔水管 的抗弯 刚度 ， 为 Ｐ为 轴 向压力 （ ｐ Ｏ时 ， 当 ＜ Ｐ为 张力 ），Ｗ为 隔水 管单 位长度 的总重量 ， 厂 为沿水 平方 向作用 于 隔水 管单 位长度 上 的波 流联合 力 。 由于 Ｐ沿着 隔水管 长度方 向线 性变化 ，所 以任 一 高度 处 的轴 向压 力 ｐＺ为 ： ｆＪ
管 分析采 用如 图 １所示 坐标系 。
梁弯曲变形的四阶常微分方程为
。
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基金项 目：中国海洋石油总公司深 水工程 重点实验室资助课 题
维普资讯
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图ｌ 隔水管坐标系与静态分析参数
横向力作用下摩天轮主轴应力分析及强度校核
横向力作用下摩天轮主轴应力分析及强度校核作者：***来源：《贵州大学学报（自然科学版）》2021年第01期摘要：主轴作为摩天轮最重要的零部件之一，几乎承载着整台设备的全部重量，其设计的安全性和合理性对摩天轮的安全运转和使用寿命都有着直接影响。
因此，对摩天轮主轴强度校核尤为重要。
在详细分析摩天轮主轴受力的基础上，给出了主轴弯曲正应力和弯曲切应力的计算公式，根据工程力学方法和计算机有限元分析软件对摩天轮主轴进行分析和验算。
通过两种方法对比，计算结果误差约1%，并依据GB 8408—2018《大型游乐设施安全规范》对分析结果进行安全性评价，确保主轴的设计满足安全要求，为大型游乐设施主轴的设计生产提供了理论依据，具有一定的工程实用意义。
关键词：机械强度;摩天轮主轴;弯曲正应力;弯曲切应力;疲劳强度;安全系数中图分类号：TS952.8文献标志码：A轴是组成机器的主要零件之一，一切作回转运动的传动零件（例如齿轮、蜗轮等）都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递[1]。
摩天轮是一种大型转轮状的游乐设备，主轴作为设备的重要组成部分，是连接大盘和支架的重要部件，几乎承载着大盘的全部重量，是摩天轮最重要的零部件之一[2]。
在实际工作过程中，主轴承担了大盘传递过来的各种负载的作用，并将各种负载传递给支架。
主轴需要较高的强度、抗冲击性、抗疲劳性能等，其安全性和可靠性是影响设备安全的重要因素，只有使用设计精良、质量可靠、力学性能优越的主轴才能确保摩天轮安全稳定地运行[3]。
国内对主轴强度的研究主要集中在弯曲应力和扭转切应力，对弯曲切应力的研究相对较少，对轴进行强度校核时，往往按照强度理论对弯曲正应力和切应力进行合成，按照合成应力进行校核。
以42 m摩天轮主轴为研究对象，利用力学理论公式对主轴进行应力计算和疲劳校核，并应用有限元分析软件ANSYS Workbench建立主轴的模型，进行有限元计算，获得危险截面的应力分布，计算结果表明弯曲正应力和弯曲切应力发生的位置不同，不能简单地按照强度理论进行合成，应分别进行校核计算，并对两种方法计算结果进行分析对比，其计算方法为游乐设施主轴的计算分析提供了一个更为准确的分析思路，具有一定的工程实用意义[4]。
TiNi柱壳在不同约束下的横向冲击实验
信号 触发 高速相 机记 录柱 壳变 形过 程 ， 透 射杆 上 的半 导体 应 变 片记 录加 载 波 形 。子 弹与 透 射 杆均 采 用 锃 ｛ 合金， Ａ １ ４ ． ５ ｍｉ Ｄ ＿ 、 弹长 １ ５ ０ ｉ Ｔ ｌ ｒ ｎ 、 透射杆 长 ３ ０ ０ ０ ｍｍ。为 了便 于 拍摄 ， 子 弹 ２和透 射 杆 端 面用 黑
的影响 ， 得 到 了加 卸载 过程 中壳体 的应变 、 弯矩 及两 相含 量 分 布 ； 徐 薇 薇 等 对 柱壳 在 阶 跃 载荷 和 矩 形 脉 冲载荷 作 用下 的 动力 响应 进行 了数 值模 拟 ； 唐 志平 等 结合 Ｓ ＨＰ Ｂ装 置 和高速 摄影 技术 对 不受 侧 向
约 束 的单 个 柱壳 的横 向 冲击 性 能进行 了研究 ， 但 其 中对 Ｓ ＨＰ Ｂ杆 中反 射波形 的处理还 有 待改进 。
同于传 统金 属管 壳 的弹塑性 变形 ， 超 弹性 Ｔｉ Ｎｉ 柱 壳在 相 当范 围内变 形 可 以恢 复 ， 因而在 可 重 复使 用 的
抗 冲器研 制 方面有 很好 的应 用前 景 。 目前 Ｔｉ Ｎｉ 柱 壳横 向压 缩 的研 究 大多集 中在 准静 态方 面 ， 主要关 注 其 载 荷 位 移 曲线 和 变 形 模 态 ＿ ２ ］ ， 也 出现 了利 用 单 个 或 多个 Ｔｉ Ｎｉ 柱壳排列组成 的隔振器原型Ｅ ２ ３ ， ５ ］ 。 Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｋｅ等 对 该 问题进 行 了系统 的研究 ， 探 讨 了准静 态情 况下 径厚 比和 约束方 式对 滞 回 曲线 和耗 能
变 形 过 程 。结 果 表 明 ， 无 约束 试 件具 有优 良的 可恢 复 变 形 能 力 ， 承 载 力 平 台段 特 征 明显 。侧 向约 束 的 引入 ， 可
弹体非正撞击侵彻载荷响应的一种半经验分析方法
2021年第1期 导 弹 与 航 天 运 载 技 术 No.1 2021 总第378期 MISSILES AND SPACE VEHICLES Sum No.378收稿日期：2020-11-25；修回日期：2021-01-02文章编号：1004-7182(2021)01-0039-06 DOI ：10.7654/j.issn.1004-7182.20210108弹体非正撞击/侵彻载荷响应的一种半经验分析方法王成华，杨永刚，杨 阳，刘 宁，李 磊（北京航天长征飞行器研究所，北京，100076）摘要：针对非正撞击/侵彻情况下的弹体结构动响应预示问题，将球形腔膨胀理论与经验方法结合，提出了一种弹体非正撞击/侵彻动载荷计算的半经验方法。
基于本文半经验方法，沿终点弹道计算侵彻弹体的动载荷时间历程，进一步运用模态叠加法求解弹体结构动响应，对多个弹体算例的侵彻过载和应力进行预示并与数值仿真结果对比表明本文方法具有较强适应性，弹体结构最大应力预示结果的相对误差能达到30%左右。
关键词：非正撞击/侵彻；冲击响应；载荷强度；半经验方法 中图分类号：O347.1，TJ410.1 文献标识码：AA Semi-empirical Method for Load and Response Analysis ofProjectile Non-normal Impact/penetrating TargetWang Cheng-hua, Yang Yong-gang, Yang Yang, Liu Ning, Li Lei(Beijing Institute of Space Long March Vehicle, Beijing, 100076）Abstract: Based on spherical cavity-expansion theory alone with empirical method, a semi-empirical method for calculating theload of projectile under non-normal impact/penetrating has been developed. The time history of impact/penetrating load along projectile’s terminal ballistics is calculated by using the semi-empirical method. Furthermore, the impact response of projectile under impact/penetrating load is calculated by using the modal superposition method, the penetration deceleration and structure stress of projectiles are calculated and compared with the numerical simulation results, it shows that the relative error of the projectile’s maximum stress is about 30%, and that the semi-empirical method has a better applicability.Key words: non-normal impact/penetration; impact response; loading and strength; semi-empirical method0 引 言非正撞击/侵彻（小攻角或大着角撞击/侵彻）过程中弹体经受的载荷环境远比正侵时的严酷和复杂，开展非正撞击/侵彻条件下弹体的载荷强度设计和结构参数优化，是侵彻弹体工程设计的一项重要内容。
球形厚壁容器应力的静态与动态稳定性分析
球形厚壁容器应力的静态与动态稳定性分析球形厚壁容器是一种常见的结构，广泛应用于工业领域，例如储罐、压力容器等。
在设计和运行过程中，了解和掌握球形厚壁容器的应力分布、静态与动态稳定性是至关重要的。
本文将对球形厚壁容器的应力特征以及静态与动态稳定性进行分析和讨论。
1. 球形厚壁容器的应力特征球形厚壁容器由于内外压力的作用，容器壁会产生应力。
在静止状态下，球形厚壁容器的应力主要包括周向应力和径向应力。
周向应力主要是由于容器壁受到的压力引起的，而径向应力主要是由于容器壁自身的受力情况产生的。
根据厚壁容器的力学理论，球形厚壁容器的周向应力和径向应力可分别表示为：周向应力σθ = P × R / 2t径向应力σr = P × R^2 / 2t^2其中，σθ为周向应力，σr为径向应力，P为内外压力差，R为容器的半径，t为容器壁的厚度。
2. 球形厚壁容器的静态稳定性静态稳定性是指球形厚壁容器在静止状态下是否能够承受内外压力的作用而不发生破裂或塌陷。
对于球形厚壁容器的静态稳定性分析，主要考虑容器的材料性能、壁厚、内外压力、容器半径等因素。
首先，容器的材料性能是影响静态稳定性的重要因素。
材料的抗拉强度、屈服强度、韧性等指标将直接影响容器的承载能力和安全性。
其次，容器壁的厚度也是静态稳定性的关键因素。
厚壁容器相较于薄壁容器，能够更好地承受外压的作用，提高容器的稳定性。
此外，内外压力和容器半径也会对容器的静态稳定性产生影响。
内外压力差越大，容器壁所受应力也越大，容器的稳定性相对较低。
而容器半径越大，壁厚相对较小，容器的稳定性也较低。
因此，在设计和使用球形厚壁容器时，需要合理选择材料、控制壁厚，并在内外压力和容器半径方面进行合理的安全设计，以确保容器的静态稳定性。
3. 球形厚壁容器的动态稳定性动态稳定性是指球形厚壁容器在承受外部冲击或振动时的稳定性能。
在一些特殊情况下，球形厚壁容器可能会受到突发的冲击或振动，如地震、爆炸等。
层合中厚非圆截面柱壳的非线性静动力学分析
20070428
硕士学位论文
摘要
层合中厚非圆截面柱壳是工程实际中经常使用的结构形式，深入研究它的静 动力性能具有较大的理论意义和实际的工程应用价值。本文在对层合柱壳非线性 振动问题、非线性动力稳定性以及非线性动力响应问题的研究进行了回顾和评述 的基础上，引入非线性几何关系，同时考虑横向剪切变形和转动惯量的影响，对 层合非圆截面柱壳的非线性动力学行为进行分析。其主要研究工作如下。
采用伽辽金技术，得到仅含时间参数的非线性 Mathieu 型方程，然后应用增 量谐波平衡法对正交对称铺设层合中厚非圆截面柱壳的非线性动力稳定性问题进 行求解。数值计算中，以两端简支 L 曲线截面层合中厚柱壳为例，讨论了截面形 状参数、几何非线性和横向剪切效应等因素对层合中厚非圆截面柱壳非线性动力 稳定性的影响，且与有关文献进行了比较。
III
湖南大学
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果 由本人承担。
关键词：层合中厚非圆截面柱壳，几何非线性，横向剪切变形，非线性振动，非 线性动力稳定性，非线性动力响应
I
撞击物作用下层合中厚浅球壳的非线性动力性能分析
Abstract
Non-circular cross-section laminated thick column shell structures have been widely used in so many engineering areas. It is interesting and challengeable to study the static and dynamic characteristics of the shells. Recent developments about nonlinear vibration, nonlinear dynamic stability and nonlinear dynamic response of non-circular cross-section laminated thick column shells are briefly summarized. Then introducing into the non-linear geometry relations, and considering the influence of deformation and the rotation inertia, and the analysis of the non-linear dynamics behavior of non- circular cross-section laminated thick column shells is investigated.
换热器横向载荷分析与校核_secret
符号说明
B——临界状态常数
D——管子对数衰减率
Q——流体密度,kgˆm 3
f ——管子固有频率, 1ˆs
参考文献
1 Yongjoon Park, Jaeeun Cha and Moohwan Kim. Healtransfer augmentation characteristies of various insertsin a heat exchanger tube. Journal of Enhanced HeatT ransfer, 2000, 7: 23- 33
(2)紊流抖动
对于节径比小于1.5的密排管束,难以发生卡漫旋涡脱落,但壳体紊流旋涡使管子受到随机波动的作用力,而且紊流有一个相当宽的频带,当频带中的某一频率与管子任一自振频率接近或相等时,会导致管子大振幅振动。这一频率称为紊流抖动主频率f t ,其计算式为:
f t= V do [3.05 (1- doˆT) 2+ 0.28 ]ˆ(L T )
2
在管壳式换热器中,为强化传热,通常设置了折流板,壳体中的流体是以横向即垂直于管束轴线方向通过管束。流体横向载荷对换热器的影响主要是引起管束振动和强度破坏。
2.1振动分析
流体横向载荷引起管束振动主要有阻尼弹性振动、共振两种形式。
2.1.1阻尼稳定性理论
阻尼稳定性理论或称能量理论,是假定流体横向流经管子所产生的激振力对管子所作的功,等于管子系统阻尼振动力衰减所消耗的能量。此时称之为振动的临界状态,对应的流体流速称为不稳定临界流速(uc)。当流体的流速大于uc时,即流体激振力所作的功大于管子阻尼能量,管子便会产生不稳定的弹性振动。由此可知,通过计算一定管束结构条件下的阻尼能量和流体流经管束时所作的功,可确定不稳定临界流速uc。
【CAESAR II培训】2-静态分析的工况编辑
• EXP-为冷态热态的变化过程。 如：EXP=OPE-SUS
工况的组成
• HGR-弹簧选型工况，一般分为两个： *HGR1-W 仅包含重量，用于求解工作载荷 *HGR2-W+P1+T1+D，用于求解工作位移
• HYD-水压试验工况。 *如：HYD=WW+HP
• 但在查看偶然作用下操作工况的载荷大小时，又需要 将之与OPE工况相叠加，如：OPE+OCC
• 对于风载荷、海浪载荷、地震载荷、安全阀泄放载荷， 均属于偶然载荷范畴。
偶然载荷工况的定义
• 对于大多数管道规范（不包含离岸埋地管道），应首 先新定义一个OPE工况，并将偶然载荷包含其中。
• 其次，将新叠加后的OPE工况与软件自动生成的OPE 工况进行减运算，得到包含了非线性因素的纯偶然载 荷，获得新的偶然载荷。
• 最后，将上述重新求解的偶然载荷与SUS工况进行叠 加，以评定其偶然应力OCC
偶然载荷工况的定义
• 假设我们用一个均布载荷来表示静态地震加速度载荷 U1，则其工况的设置应当符合下列形式：
*L1 = W+P1+T1 *L2 = W+P1 *L3 = W+P1+T1+U1 *L4 = L1-L2 *L5 = L3-L1 *L6 = L2+L5
• FAT-疲劳工况，必须给定循环次数。
组合工况
• 通过基础工况的加减获取特定的载荷要求。如在非线性 系统中重新计算风和地震载荷。
• 考虑二次应力及偶然应力的工况组合。 • 有些特定的中间设计工况既不是计算推力也不是计算位
移，如弹簧设计工况 • 因此我们需要对工况进行组合编辑
球形厚壁容器应力的静态与动态加载下的失效分析
球形厚壁容器应力的静态与动态加载下的失效分析球形厚壁容器在工程领域中应用广泛，但在静态和动态加载下，容器的失效问题成为一个重要的研究课题。
本文将针对球形厚壁容器在应力静态和应力动态加载下的失效行为进行分析和讨论。
一、引言球形厚壁容器是一种常用的储存和运输介质的设备，其结构特点决定了其在工程中承受了巨大的应力。
在一些特殊情况下，容器的应力失效可能引发严重的事故，因此对其进行静态和动态加载下的失效分析具有重要意义。
二、静态加载下的失效分析在静态加载下，球形厚壁容器的失效主要涉及应力集中、破坏与塑性变形等问题。
1. 应力集中球形厚壁容器的形状决定了其内、外表面的应力分布不均，容器壁最薄处应力集中的问题需要重视。
通过有限元分析等方法，可以计算容器内、外表面的应力集中情况，为容器的设计提供指导。
2. 破坏行为在承受极限静态加载时，容器可能出现压力或拉伸等破坏行为。
对于不同材料的容器，其破坏行为不尽相同，需要通过实验和理论研究，确定各种条件下容器的破坏准则，并提出适当的安全措施。
3. 塑性变形由于容器材料的限制，球形厚壁容器在静态加载下可能发生塑性变形。
在设计和使用过程中，需要考虑容器的强度和可塑性以及其对应的材料特性，以确保在正常工况下不会发生塑性变形失效。
三、动态加载下的失效分析在动态加载下，球形厚壁容器的失效主要涉及动态载荷引起的应力波动、疲劳破坏等问题。
1. 应力波动动态载荷会引起容器内、外表面的应力波动，容器壁受到较大的应力冲击。
对于高频率和高压力载荷，容器的应力波动会明显增加，容器的设计和材料选择需要考虑动态载荷的影响。
2. 疲劳破坏动态加载下，容器会受到循环载荷的作用，可能导致疲劳破坏。
通过疲劳寿命计算和实验研究，可以确定容器在不同工况下的疲劳极限，进而制定相应的安全措施。
四、综合分析与安全措施静态和动态加载下的失效问题是相互关联的，需要综合分析来确定容器的可靠性和安全性。
1. 综合分析方法综合分析方法包括数值模拟、实验研究和理论分析等，通过这些方法，可以预测和评估容器在静态和动态加载下的失效概率，找出容器的弱点，并提出相应的改进方案。
周边固支深薄球壳的非线性动态分析
果讨论 壳体 的前 三阶振动频率 与壳体各参数之 间的关 系． 结果表 明壳体展 开 角较小 时， 阶振 动的频 率大干 一阶 高 振动的频率． 向载荷对高阶振动频率的影响小于其 对一阶振 动频率的影响． 横 关键词 ：深薄球壳；打靶法 ；非线性
中 图分 类号 ：０ ２ ； ４ ３ ６ ０３ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ
式 中
Ｎ＝ （ 素ｄ ． ） ＝ ＋ ＝ ｒ
Ｎ ｚ＋ ） ｚ （ 素ｄ 一 １ ｚ
ｃ ７
（ ８ ）
Ｍ一 （ 素 ｄ Ｊ １ ） ． ＋
Ｍ一 （ 素 如 ２ 。＋ ） ｊ １
一
（ ９ ）
（） １ ｏ
合材料层合扁球壳的非线性强迫振动问题．
『 （＋ 兰 ￡ 胆） －
（ ｃ ｏ ｌｏ ｃｅ ｃ Ｓ ｈ ｏ ｆＳ ｉｎ ｅ，Ｉ ｚ ｕＵｎｉ． ｏ ｃ ．，ｌ ｚ ｏ ７ ０ ５ ｍｎ ｈｏ ｖ ｆＴｅ ｈ ｍｎ ｈ ｕ ３ ０ ０，Ｃｈｎ ） ｉａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｔａ ｉｇ ｔ ｅｇ ｏ ｔｙｎ ｎ ｉ ｅ ｒｄ ｆｒ ｔ ｎ ｉｔ ｃ ｏ ｎ ，ａｄｓ ｌｃ ｍｅ ｔｔｐ ｙ ａ ｃ ｃ ｎ ｒ ｌ ｋ ｎ ｈ ｅ ｍｅｒ ｏ ｌ ａ ｅｏ ｍａ ｉ ｎ ｏａ ｃ ｕ ｔ ｉｐａ ｅ ｎ—ｙ ｅｄ ｎ ｍｉ ｏ ｔｏ ｎ ｏ
壳 的动态 问题研究 就更 少．
点法求解线性微分方程组 ， 得到临界载荷的数值解．
王新 志和 王永 刚［研究 扁球 壳在静 载荷 作用 下 的轴 ４ ］
对称非线性 自由振动问题 ， 给出非线性静力边值问
题 的一 次 近 似解 析 解 ． ０ ５年 ， 新 志 等【 用 拟 壳 ２０ 王 ］ 法建立 正 三角形 网格 的三 向扁锥 面单层 网壳 的非 线 性 动力 学微分 方程 ． 在周 边 固定条 件下 ， 用分 离变 量
海洋石油浮动工程结构物的静态与动态分析方法研究
海洋石油浮动工程结构物的静态与动态分析方法研究概述：海洋石油浮动工程结构物是指用于海洋石油勘探和生产的浮式平台、浮筒、浮船等工程结构。
由于受到海洋环境的复杂性和不确定性的影响，这些结构物的设计与分析变得非常重要。
在设计、建造和运营过程中，静态与动态分析方法被广泛应用于评估结构物的可靠性和性能。
一、静态分析方法：静态分析是研究结构在静止状态下的行为和稳定性的方法。
在海洋石油工程中，静态分析用于估计结构物受力情况、挠度和变形等参数。
以下是常用的静态分析方法：1. 有限元法（Finite Element Method，FEM）：这是一种广泛应用于工程领域的数值分析方法，它将结构物划分为多个小的有限元单元，通过求解线性方程组来得到结构的受力和变形情况。
这种方法能够较为准确地模拟结构物的静态响应。
2. 杆件法（Beam Method）：这是一种基本的结构分析方法，将结构物抽象为杆件模型，通过求解各杆件上的内力和外力之间的平衡关系，得到结构的受力和变形情况。
3. 半解析法：这是一种中间方法，介于有限元法和传统解析法之间。
它利用形函数理论将结构划分为一系列区域并进行数值近似，结合解析的理论求解来获得结构的受力和变形情况。
二、动态分析方法：动态分析是研究结构在动态载荷下的响应和稳定性的方法。
海洋石油工程结构物面临着复杂的海浪、风力和地震等动态载荷，因此动态分析对于评估结构的安全性和稳定性至关重要。
以下是常用的动态分析方法：1. 频域分析法：这种方法将动态响应问题转化为频域中的稳态问题，通过对系统进行频谱分解和频率响应函数求解，得到结构物在不同频率下的响应。
2. 时域分析法：这种方法直接在时间域内求解结构的动态响应。
通过将结构和载荷转化为差分方程，利用数值方法进行求解，模拟结构物在时间上的响应。
3. 模态分析法：这种方法将结构的动态响应问题转化为求解特征值和特征向量的问题。
通过求解结构的振型和振动频率，可以得到结构的模态响应。
深海中厚球壳受力分析及设计
学术论坛科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald212深潜器具有水下观察和作业能力的活动深潜水装置，是人类进行深海工作研究的有力技术工具。
而耐压壳是保证深潜器安全的关键部件，球壳是深潜器的理想承压结构，其应用也日益广泛。
一直以来，越来越多的学者对球壳的承载能力进行了研究。
该文基于有限元的优化设计，提出了计算深潜器中厚耐压球壳的受力分析方案，通过模拟在10000 m 水深的受力情况，对耐压球壳进行优化，用Patra n/Nastra n 软件对深潜球壳受力过程分析得出较为合适的耐压壳的厚度半径比。
1 建模与薄壳计算分析有限元建模分析(1)模型范围。
耐压球壳半径为1000 m m ，厚度为60 m m至150 m m。
(2)结构模拟。
采用M S C.N a s t r a n 实体单元H EX8（8节点，每个节点3个自由度），取二分之一球体作分析，划分了1440个单元，共计3172个节点，边界条件z=0处，方向固定，结构受外压100MPa。
(3)单位及材料属性(表1）。
(4)边界条件。
由对称边界条件得，位于Z=0平面上的节点XYZ方向的位移固定。
(5)工况。
10000m 深水下，深潜器球壳的直径可以近似忽略，当成质点来看，取整体受到压强为100 MPa。
2 利用Patran模型计算分析所得数据公式根据Patran所建模型图所知：2.1 屈曲分析（BUCKLING）（图1-图4）(1)由图1-图4可知，理想状态下，半球壳失稳的临界应力因数如表2所示。
所绘制曲线图见图5。
(2)球壳可承受最大的屈曲应力计算公式为：Max=Factor*Pressure （所给压力）结论如表3。
所绘制曲线图见图6。
2.2 非线性静态分析（N O N -L I N E A R SATICT）(图7-图10)由于边界条件限制和工艺实际情况，一般球壳均为两个半球相叠加，因此可取图中最大值为分析值，结论如表4所示。
冲击载荷下结构动态屈曲的数值研究
冲击载荷下结构动态屈曲的数值研究摘要结构的稳定性瞄题是近代固体力学的一项重要研究内容，也是目前工业设备中追切需要解决的课题之一。
梁和圆柱壳是工程中最常使用的结构形式，从某种意义上来说，对这类结构届曲问题的研究，推动了结构稳定理论的建立和发展。
本文对梁和圆柱壳结构在冲击载荷下的动态屈曲问题进行了较为系统深入的理论分析，针对结构后屈曲阶段的非线性行为提出了行之有效的数值研究方法，并给出了符合文献实验结果的梁及圆柱壳的后屈曲模态。
本文首先介绍了结构稳定理论的主要研究方向，分析了结构动态稳定领域的最新研究进展，主要总结了冲击载荷作用下结构动态屈曲问题的研究方法和结论，评价了冲击载荷下结构动态屈曲的判别准则。
本文认为阶跃冲击载荷的传播和发展依据应力波理论，应力波的传播和反射具有局部性和发展性，导致结构动态屈曲由局部向整体生长和发展。
本文考虑结构的非线性大挠度屈蓝问题，依据几何方程，平衡方程，以及本构关系，基于Ｈａｍｌｉｔｏｎ变分原理导出弹性圆柱壳和梁的非线性运动控制方程，着眼于应力波的传播和反射理论，应用有限元程序ＬＳ—ＤＹＮＡ３Ｄ对冲击载荷下梁和圆柱壳结构的动态屈曲问题进行了数值计算，研究分析了初始缺陷、边界条件、几何参数、动力非线性效应以及应力波传播效应等因素对结构的动力响应、动力屈曲及动力失效的影响。
计算结果给出了屈曲模态发展过程的动画显示，以及各种参量的时程曲线，分析了弹性圆柱壳从轴对称屈曲到非轴对称屈曲的发展过程，并讨论了惯性效应对动态屈曲发展的影响。
数值研究表明初始缺陷不是结构发生动态屈曲的必要因素，即圆柱壳是否出现动态屈曲主要与冲击速度和圆柱壳的几何、物理参数有关。
数值计算结果也得到了应变率反向现象及应力波在结构中传播的一些有趣结果，计算结果与文献实验结果吻合较好。
本文借助于应力波传播规律和有限元数值方法研究了弹性梁壳结构在冲击载荷作用下的动态屈曲问题。
结构受冲击载荷作用时，必然伴随着压缩应力波（纵波）、扭转应力波（横波）以及弯曲应力波的传播，甚至应力波的反射和透射等。
【精品推荐】-横向荷载作用下深基坑侧壁的水平位移计算
第10卷第20期2010年7月1671-1815（2010）20-4968-05科学技术与工程Science Technology and EngineeringVol.10No.20July 2010 2010Sci.Tech.Engng.横向荷载作用下深基坑侧壁的水平位移计算冯震华陈水胜*朱李春（中国水产科学研究院南海水产研究所，广州510300）摘要利用对称性，将1/4无限体受水平集中力p 作用的解化为半无限体受水平集中力2p 作用，采用半无限空间内水平集中力作用下的Mindlin 解，推导出局部均布水平力作用下基坑侧壁的水平位移解析解。
与用Boussinesq 解简化计算得到的水平位移进行比较，结果表明两种方法所计算的水平位移结果在远离地面部分是接近。
但邻近地面部分，采用本文考虑深度影响的Mindlin 解计算结果比采用Boussinesq 解简化方法的计算结果要大，但其刚度应折减1/3的结果极其接近，从理论上说明土弹簧模型是正确的。
关键词水平位移Mindlin 解弹性地基横向荷载中图法分类号TU470．3；文献标志码B2010年4月22日收到第一作者简介：冯震华（1967—），男，助理研究员，研究方向：工程技术施工管理。
E-mail ：fzh138@sina．com 。
*通信作者简介：陈水胜，E-mail ：chss168@163．com 。
随着城市建设的日益发展，基坑支护结构越来越多，有关支护结构与土体的共同作用，是目前岩土领域研究的重点。
常用的地基模型包括线弹性或非线性模型，在进行基坑支护结构与土体的共同作用计算时，大多不考虑土体的相互影响。
按Boussinesq 解来计算弹簧刚度系数［1］，由于Bouss-inesq 解的假定条件是荷载作用于弹性半空间表面，很显然，对于深基坑支护结构，其荷载条件与Bouss-inesq 解的假定条件并不完全一致，因此从理论上来说还存在一定的缺陷。
基于弹性基础梁理论的球壳承压能力分析
基于弹性基础梁理论的球壳承压能力分析
熊志鑫;罗培林
【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》
【年(卷),期】2014(000)006
【摘要】为解决球壳的承压能力问题，从平板大挠度方程出发，假设板发生对称的球冠式初始弯曲变形，就能得出承受静水压力的球冠平衡方程，此方程可以简化成受横向载荷和轴向压力作用的弹性基础梁的平衡方程。
通过弹性基础梁的屈曲问题，建立了球壳弹塑性失稳的极限强度和压杆临界应力的关系。
在研究材料拉伸曲线的基础上，可以改进切线模量理论的计算方法，得出更简便、规范的切线模量因子算法。
通过与大量深潜器球壳失稳的实验数据和数值数据比较，表明基于弹性基础梁理论的算法具有较高的准确性，可以推广用于计算承受均匀外压球壳的极限荷载。
【总页数】6页(P690-695)
【作者】熊志鑫;罗培林
【作者单位】上海海事大学海洋科学与工程学院，上海201306;哈尔滨工程大学船舶工程学院，黑龙江哈尔滨，150001
【正文语种】中文
【中图分类】TU344.3
【相关文献】
1.基于弹性基础梁理论的冻结壁和冻结管变形与受力分析 [J], 李功洲
2.基于粘弹性基础梁计算的地基参数反分析方法及其应用 [J], 苏超;姜弘道;谭恩会
3.关于“基于粘弹性基础梁计算的地基参数反分析方法及其应用”的讨论 [J], 王同生
4.对“基于粘弹性基础梁计算的地基参数反分析方法及其应用”讨论的答复 [J], 苏超
5.基于弹性球壳理论的原岩应力状态评价 [J], 黄醒春
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深球壳在横向载荷作用下的静态分析
深球壳在横向载荷作用下的静态分析吴晓;甘文艳;赵永刚【期刊名称】《甘肃科学学报》【年(卷),期】2011(23)3【摘要】The static deformation of a deep spherical shell under transverse loads is discussed. Its basic e-quation obtained is based on the small transmutation theory of the shell. Shooting method is used to resolve the solution,combined with the shell's boundary conditions. By means of modulating such parameters as e-volving angle,the ratio of thickness and radius,external loads applied the flexibility deformation of a shell has been got and its relationship with those parameters has been explored through numerical calculations. The linear static mechanical behavior of the shell reflects the static mechanical behavior of elastic components.%研究深球壳在横向均布载荷作用下的静态变形问题.从壳体的小变形理论出发得到深球壳的基本方程,结合其对应的边界条件采用打靶法进行求解,调整所取壳体展开的角度、壳体厚度与半径的比值、壳体外载荷等参数和壳体的变形挠度,通过数值结果分析壳体的变形与各参数之间的关系.对深球壳的线性静态力学行为的研究可以反映这一类弹性构件的静态力学特性.【总页数】4页(P65-68)【作者】吴晓;甘文艳;赵永刚【作者单位】兰州理工大学理学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学理学院,甘肃兰州 730050;兰州理工大学理学院,甘肃兰州 730050【正文语种】中文【中图分类】TU33【相关文献】1.ALE方法模拟爆炸载荷作用下球壳反直观行为 [J], 吴桂英;贾昊凯;周稳;李鑫2.复合材料层合圆柱正交异性扁球壳在线布载荷作用下的非线性稳定性 [J], 安娜;王璠;刘人怀3.均布载荷作用下圆底扁薄球壳非线性屈曲问题的新解析解 [J], 李佳臻4.塑性球壳在局部冲击载荷作用下的破坏分析 [J], 宋卫东;刘海燕;宁建国5.考虑横向剪切效应时圆柱型正交各向异性球面扁壳在横向载荷作用下的非线性压屈 [J], 郑健龙因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
用测量仪器观测薄壳结构静荷变形的尝试
用测量仪器观测薄壳结构静荷变形的尝试
佚名
【期刊名称】《华南理工大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】1965(000)004
【摘要】一、序言为了解设计壳体的工作情况,建造壳体模型进行破坏性或非破坏性试验;长期或短期试验。
由试验所得模型在荷载作用下的变形分析应力状态。
变形观测是用精密的测量仪器、严格的测量方法测定工程建筑物微小变形。
如图1【总页数】12页(P101-112)
【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.静荷美颜养生馆:气质女人静雅荷韵 [J], 吴阿娉;
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3.航宇薄壳结构的低应力无变形焊接新技术 [J], 关桥;郭德伦
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5.知识单元的静智荷及其荷空间的表述问题(续二) [J], 赵红州;唐敬年;蒋国华;郑文艺
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摘 要 ： 研 究深球 壳在横 向均布 栽荷 作 用下的静 态 变形 问题． 壳体 的 小 变形理 论 出发得 到深 球 从
壳的基本 方程 ， 结合 其对 应的 边界 条件 采 用打 靶 法进行 求解 ， 调整 所取 壳体展 开的 角度 、 壳体 厚度 与
半 径的 比值 、 壳体 外载荷 等参 数和 壳体 的 变形 挠度 ， 通过 数 值 结 果 分 析 壳体 的 变形 与 各 参 数之 间 的
关 系． 深球 壳的 线性静 态力学行 为的研 究可 以反 映这一 类 弹性 构件 的静 态力 学特性 ． 对 关 键词 ： 深球 壳； 向载荷 ； 态分析 横 静
ｎｅｎｔ ． ｓ
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薄壁构 件作 为 一类 弹性 元 件 ， 现 代 工程 领 域 在 得 到 了广泛 的应 用． 然 薄壳 一 般 理 论 的假设 是 基 虽 于薄 板理论 的 主要 假设 而 得 到 的 ， 二 者 在外 荷 载 但
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中图分 类号 ： Ｔ ３ Ｕ３ 文献 标志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ４０ ６ （ ０ １ ０ —０ ５０ １ ０ —３ ６ ２ １ ） ３０ ６ —４
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第 ２ ３卷 第 ３期 ２ １ 年 ９月 ０１
甘 肃 科 学 学 报
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Ｖｏ ． ３ ＮＯ ３ １２ ．
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深 球 壳在 横 向载 荷 作 用 下 的 静 态分 析
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荷作 用下 的非线性 微 分 方 程 组 线性 化 ， 到 了 临 界 得
载荷 的数 值 解． 献 ［ ］ 文 ７ 研究 了扁 球壳 在静 载荷 作 用
下 的轴对 称 非线 性 自由振 动 问 题 ， 明显 的差 异［ ］ １． 文献 ［ ］ １ 系统 总结 了 弹性 圆薄 板 大 挠 度 理论 的