提高金属内衬容器承载能力的预外压法

具有金属内衬的复合材料容器的承载能力很大程度上取决于金属内衬的弹性变形范围和稳定性。基于三维弹性理论,并结合第四强度理论,研究了在施加外压力时保证金属内衬不失稳的条件下,具有金属内衬的纤维缠绕容器的应力分布情况和承载能力的改善情况。结果表明,给金属内衬施加预外压力,可以提高容器的极限承载能力,更好地发挥纤维层的承载能力。

超静定桁架变形协调方程的新方法

在三角形桁架变形协调的基础上 ,提出了建立超静定桁架的变形协调方程的新方法 ,此法简便易行 。

复合材料汽车车轮的强度分析与铺层设计

为了给复合材料汽车车轮的设计提供参考依据,根据复合材料力学理论,计算得到碳纤维-环氧(T300/5208)的性能参数,设计复合材料汽车车轮的铺层结构。根据汽车车轮弯曲疲劳实验数据建立该种车轮的有限元模型。通过有限元仿真分析得出最大应力和位移。还用有限元方法对结构相同的铝合金汽车车轮进行分析,并与复合材料车轮进行对比。在工作应力水平近似相等时,复合材料车轮的重量比铝合金车轮的重量小40.74%。在上述条件下,由于复合材料的极限应力比铝合金的大,显然其强度比铝合金的高。

复合材料容器最佳预压力的研究

具有金属内衬的纤维缠绕复合材料压力容器的承载能力在很大程度上取决于金属内衬的弹性变形范围。根据三维弹塑性理论,并结合强度条件,提出了自增强处理提高金属内衬弹性变形范围的方法,并研究了最佳预压力的求解方法及承载能力的提高情况。结果表明,通过对容器施加预压力,使内衬达到最佳塑性状态,可提高容器的极限承载能力。

复合材料板簧副簧的优化设计

这里建立了轻型车复合材料副簧的力学模型,根据层合板理论,计算出了副簧的危险应力和最大挠度,并以强度和刚度为约束,以质量最小为目标函数,通过有约束最小化优化方法,对复合材料副簧进行了优化设计,得到了最小质量下的副簧的最佳尺寸。

不同船体构造形式在波浪载荷下的结构性能比较

船体结构形式不同,直接影响船体的结构性能和运动性能。文章针对五种船体构造形式,即:单板横向加筋、单板纵向加筋、单板双向加筋、硬壳式和夹层式这五种不同结构的船体在外载相同、质量相等的条件下进行应力与变形分析,以比较各种结构的响应和性能,为结构选型提供数值分析依据。分析考虑了静载与波浪载荷的叠加,并进行了准静态处理。通过计算和综合性能比较,挑选出既符合结构性能,又能满足使用要求的结构形式。

天然气汽车复合材料气瓶的优化设计

以网格理论为基础 ,讨论了纤维缠绕车用气瓶在内压作用下的优化设计 ,对于等强度复合材料气瓶 ,以层厚为设计变量 ,最小体积质量比为目标函数 。

纤维缠绕复合材料壳体非线性有限元分析

通过数值计算，求得了纵向平面缠绕壳体的几何形状和缠绕角等，然后，利用退化壳单元对壳体进行了非线性有限元分析。

压电陶瓷二维裂纹问题的对偶方程及其解析解

为了探求压电材料平面动态断裂力学问题的有效求解方法,引入势函数表示压电材料的基本微分方程,采用半无限对称的Fourier正弦变换和Fourier余弦变换的方法对微分方程进行变换,建立了二维压电材料Ⅰ型裂纹问题的对偶方程,求得应力强度因子和电位移强度因子的解析解.结果表明该研究方法是可行的,为研究压电介质内的动态耦合场问题奠定了基础.

哈密顿体系下机电耦合问题的基本方程

利用多变量变分原理,针对具有机电耦合特性的压电材料,在哈密顿体系下推导出了机电耦合问题的对偶方程,求出了问题的零本征解和非零本征解的一般表达式。并就“二维压电平板对边受均布载荷”这一具体问题进行了完整的分析计算,得出了应力和电位移的具体解答,结果与一般弹性力学所得的结论相吻合,而且精度极高。表明哈密顿体系适用于压电材料的力学分析。

动态裂纹积分变换法中的数学问题

引入势函数,形成运动微分方程,对运动微分方程和各种响应进行Laplace变换及Fourier正弦、余弦变换,最后求解由边界条件形成的对偶方程———这种研究动态裂纹的方法已经被广泛使用并成为比较系统的方法· 以一种模型为例,对其推演过程进行了研究,最后发现:此方法在数学推演时,存在着不严密的问题,推演结果带有偶然性。

水下爆炸载荷的静态等效方法

水下爆炸对水中结构物的作用一是直接压力,另一个是使结构物产生速度和加速度,而且,不仅仅是结构物产生速度和加速度,其附加质量(也称附连水质量)也产生相应的加速度,即:爆炸要同时改变结构物和附加质量的动能与动量。水下爆炸作用下结构物的响应研究极其复杂,计算量极大。如果能采用静态等效的方法分析结构的响应,不但使结构分析过程得到简化,更重要的是为结构设计提供一个等效载荷值和施加方法。根据能量原理、动量原理和达朗贝尔原理,给出了水下爆炸载荷静态等效研究的分析方法和计算方法,并通过算例对该算法进行了验证。结果表明:提出的静态等效方法可行。

基于能量原理确定系泊碰撞载荷的有限元法

准确地确定出船舶系泊时的撞击载荷,对船舶及海洋平台的强度研究都是极其重要的.提出了通过能量原理和有限元分析确定系泊撞击载荷的方法.碰撞时,动能和变形能满足能量守恒,动能是包括附连水质量在内的船体总动能,此动能在撞击时转化为变形能,根据变形能与载荷的关系,求出碰撞载荷.通过具有碰撞载荷理论解的梁的验证,表明该方法是完全可行的.为实际工程提供了确定护舷撞击力的理论依据和计算方法.

压电材料Ⅰ型裂纹动态问题的对偶方程组及其求解

首先引入势函数,用势函数表示压电材料的基本微分方程,并采用Laplace变换、半无限对称Fourier正弦变换和Fourier余弦变换,对微分方程进行变换和初步求解;然后通过Fourier反演和引入边界条件,建立了二维压电材料动态裂纹问题的对偶方程组;再根据Bessel函数性质,利用Abel型积分方程及其反演,将对偶方程组化为第二类Fredholm积分方程组.结果表明,方法是可行的,可以成为研究此类问题的一种有效方法.

复合材料结构非线性分析软件功用简介

简介了复合材料结构非线性有限元分析软件（简称ＣＭＦＥＡ）的功能、用途以及单元处理技术。本软件可对复合材料结构进行平面应力应变分析、轴对称分析、空间体分析和空间板壳分析，其非线性分析功能包括：材料非线性分析、小位移小应变分析、大位移小应变分析和大位移大应变分析，同时，还具有较好的前处理和后处理功能。

由能量原理计算圆管中管柱蛇曲时的变形

为了计算管柱变形,并确定管柱上任意点在井筒中的精确位置,通过能量原理、正弦曲线弧长与弦长的关系及其椭圆积分等基本知识,建立了管柱蛇曲 (即:正弦屈曲 )时考虑自重、压力、摩擦力及摩阻共同作用下的变形计算方法.得出了管柱的蛇曲幅度与管柱沿井筒轴线方向的位移之间的关系;并给出了求解问题的具体计算方法、步骤和注意事项.依此可以更精确地确定出管柱在井筒中的精确位置. 并对实例的计算结果与现场实测情况比较,具有良好的一致性.

纵向平面缠绕壳体几何参数的优化设计

利用网格理论和微分几何学分析了纵向平面缠绕规律，讨论了主曲率与缠绕角的关系，系统地推导出了纵向平面缠绕壳体的优化结构曲线的微分方程及其数值解的递推公式和缠绕角公式。

SMA胀紧环几何参数设计与胀紧力计算

SMA胀紧环是SMA蠕动管道机器人的重要部件,利用SMA的形状记忆特性,使它与孔壁之间产生胀紧力。胀紧力是关系其工作性能的最主要参数,也是设计这一部件的关键所在。从SMA的热力学本构关系及曲杆的大变形理论出发,研究了SMA胀紧环的最佳直径,胀紧力同温度、相变及几何参数间的关系,并给出了其计算方法。可用于设计SMA胀紧环的最佳直径,以及分析胀紧力同温度、相变和胀紧环几何参数间的关系。

非线性有限元分析软件——NFAP程序的开发与应用

对NFAP软件进行二次开发,增添了程序对复合材料结构进行非线性分析的各种功能,并将其移植为微机程序,从而大大地提高了程序的通用性和可用性。

微细孔超声加工关键技术

为提高微细孔超声加工的微细程度和精度,研究微细孔超声加工的关键技术,包括高精度的机床本体、超声加工单元、微细工具的制备技术、微细工具几何参数的选择等。对微细工具的动态压杆稳定性进行分析,结果表明微细工具的压杆稳定性不仅与静压力有关,还与超声振幅有关。导出判别动态压杆稳定性的Mathieu方程,并经简化给出工具临界压力和临界长度的计算判据,解决因工具长度、静压力(压应力)大小和超声振幅选择不当而导致的加工中出现工具轴弯曲、折断、破坏孔的形状精度的问题。对工件振动方式的微细孔超声加工进行的试验表明,微细工具的磨损率随着进给速度和超声振幅的增大而增加。在所研制的微细超声加工系统上可加工出直径13μm的微细孔。