受起吊和轴压载荷网格加劲圆筒壳结构优化与综合评估

建立了起吊载荷和轴向压力作用下中长正置正交化铣网格加劲圆筒壳结构优化设计的数学模型，采用约束变尺度法进行了优化计算，讨论了加劲效率系数ψ及环向肋条与纵向肋条间距之比λ对优化结果的影响，得到若干有实用价值的结论。选取结构重量、加工成本、网格划分合理性等作为评价设计方案优劣的指标，采用模糊综合评判方法，对设计方案进行了综合评估。

弗留盖圆筒壳理论的广义变分原理

弹性力学广义变分原理是弹性力学体系的重要组成部分。证明了基于精确的弗留盖弹性圆筒壳理论广义变分原理的正确性。

圆筒壳体上半管加热器的计算机设计

本文首先根据文献[1,2]给出了半管加热器及壳体的弯矩、剪力及最大应力计算。以此为基础,编制出了BASIC计算程序。利用本文能够快速准确地完成这类问题的计算。

轴压化铣网格加劲圆筒壳结构优化设计

本文建立了轴向压力作用下中长正置正交化铣网格加劲圆筒壳结构优化设计的数学模型,采用约束变尺度法进行了优化计算,分别讨论了材料屈服极限、外载荷、加劲效率系数ψ以及环向肋条与纵向肋条间距之比λ对优化结果的影响,得到了若干有实用价值的结论.

圆筒壳体上半管加热管的设计

首先给出了半管加热管及壳体的弯距、剪力及最大应力计算公式。以此为基础,编制出了BASIC计算程序。利用该程序能够快速准确地完成这类问题的计算,且无须进行手工试算。

有限长圆筒壳与圆板连接的耦合损耗因子研究

研究了有限长圆筒壳与圆板耦合这一常用结构的耦合损耗因子 ,使用格林函数建立了有限长圆筒壳和圆板的耦合损耗因子计算公式 .与传统半无限长圆筒壳计算公式对比 。

三维四向整体编织复合材料圆筒壳体临界外压计算及试验验证

提出了三维四向整体编织复合材料壳体临界外压计算方法。给出了两个三维四向整体编织碳 /环氧复合材料圆筒壳体临界外压的试验结果。计算结果与试验结果相符较好 ,提出的计算方法得到试验验证 ,可供设计计算使用。

简支圆筒壳在均匀径向冲量下的塑性动屈曲

根据圆筒壳的一般理论,假定壳体材料是刚塑性的,按Von Mises条件和有关的塑性增量的Levy-Mises流动定律屈服,并且在应变硬化行为用各向同性的线性关系近似的基础上,导出了一个类似于Lindbergt~[1]的Bessel微分方程。在求出了方程解后,我们对[1]中的壳体1,在简支情况下作出计算,并和[1]的无支持情况作了比较,由此得出圆筒壳是否有简支的端部是不重要的结论。

CFRP薄壁圆筒壳端面磨削工艺研究

阵列碳纤维复合材料管是由碳纤维增强复合材料(CFRP)薄壁圆筒壳阵列排布后粘接制备而成,兼具碳纤维复合材料和蜂窝结构的优异性能,是一种新型的可应用于深空探测反射面板的理想材料结构。由于材料和制备方面的特殊性,在阵列碳纤维复合材料管加工过程中会由于磨削力过大导致多种加工损伤,为其高效低损伤加工带来了挑战。本文开展CFRP薄壁圆筒壳磨削加工正交试验,系统研究磨削深度、切出角度、主轴转速、进给率对磨削力的影响规律和影响程度。研究结果表明:工艺参数对水平面合力的影响程度依次为进给率、磨削深度、切出角度、主轴转速,对轴向力的影响程度依次为切出角度、主轴转速、进给率、磨削深度。研究对阵列碳纤维复合材料管高效低损伤加工工艺的制订具有参考意义。

薄壁圆筒壳初始几何缺陷不确定性量化的极大熵方法

针对薄壁圆筒壳结构轴压屈曲载荷的缺陷敏感性以及真实几何缺陷的不确定性,提出一种基于实测缺陷数据和极大熵原理的初始缺陷建模与屈曲载荷预测方法。首先,将初始几何缺陷视为二维随机场,并利用实测缺陷数据和Karhunen-Loève展开法将初始缺陷的随机场建模转化为随机向量的建模;其次,利用极大熵方法确定随机向量的概率分布;最后,基于所构建的初始缺陷随机模型,利用MCMC抽样方法和确定性屈曲分析方法,进行随机屈曲分析并给出基于可靠度的屈曲载荷折减因子。数值算例表明,与直接假设随机场相关结构的方法相比,本文方法的结果是对薄壁圆筒壳屈曲载荷的一个更无偏估计。

圆筒壳体环缝透照效率探讨

我单位生产的航空用小型圆筒壳体产品,多为薄壁管焊接而成,对这类产品的射线检测以环焊缝为主,根据射线头的结构形状,可以采用外透法和内透法.圆筒壳体分两种:短壳体圆筒外径为162mm,壁厚2.0mm,长210mm,焊缝2条;长壳体圆筒外径为162mm,壁厚1.4mm,长600mm,焊缝1条.我们从Seifert公司购进一台周向辐射棒阳极射线机,对环焊缝采用内透法照相,并用进口带状胶片,检测效率和检测质量都有了很大改善.但因每次开机只能透照一条环焊缝,故透照效率仍不能满足生产中大批量检测的要求.为此我们通过对各类射线机使用各种透照方法所得透照质量的分析和透照效率的计算,选择了最好的透照方案,并设计制造了透照夹具,在保证透照质量符合要求的基础上,提高了产品透照效率.1

关于固定管板热交换器壳程圆筒轴向应力的讨论

我国管板计算标准GB/T 151和JB 4732中给出了固定管板式热交换器壳程圆筒轴向薄膜应力σc的计算公式及其校核条件。该条件对σc取绝对值按材料许用应力进行校核,不区分拉伸应力和压缩应力。JB 4732标准中虽然根据变形协调方程求解得到了与管板连接的壳程圆筒端部的作用内力素V s、M s,但是并没有要求进一步计算壳程圆筒端部的局部应力。文章针对我国标准对于壳程圆筒轴向应力计算和校核条件的简化处理,通过工程实例和有限元分析,对其可行性和合理性进行了验证。

矿用隔爆型圆筒外壳的设计方法

将弹塑性力学理论运用到外壳的初始化设计中,得到壳体初始数据后,利用Solid-works软件对壳体进行三维建模,再利用COSMOSworks对模型做有限元分析,根据分析结果改进结构,再次计算实体应力,以检测改进后结构能否达到强度、刚度要求。

圆筒形薄钢壳物体纵向磁化状态的简化建模方法

积分方程法计算过程中,所得到的系数矩阵是稠密矩阵,随着剖分单元的增多,计算资源的需求将快速增长,可能会在一些实际工程问题的计算中造成一些障碍.根据薄钢板的磁化特点,将圆筒形薄钢壳物体的纵向磁化等效为圆环形体磁化强度分布和圆环形线磁荷分布2种形式,可将原有的二维轴对称问题简化为一维形式,用于快速地建立圆筒形薄钢壳物体纵向磁化状态的数学模型.圆环形体磁化强度分布和圆环形线磁荷分布与三维积分方程法相比,可以得到几乎相同的磁化强度和外部磁场分布,只存在很小的误差.计算结果表明,所得到的新方法只需要少量剖分单元就可以满足计算精度要求,且大大减少了计算资源,加快了计算速度,非常适用于工程计算.

薄壁硬壳式圆筒结构的屈曲分析

应用特征值屈曲模态缺陷的方法,采用有限元软件ABAQUS和修正的RIKS法,对薄壁圆筒硬壳式结构进行非线性屈曲分析求临界轴压,并和基于航天飞行器轴压稳定性试验数据统计的工程计算公式的计算结果进行对比。结果表明,二者吻合较好,说明采用基于特征值屈曲模态缺陷的非线性有限元方法在工程设计中是可行的。该方法可以推广到求解其他结构形式的轴压稳定性问题,为解决航天飞行器硬壳结构及其他结构的失稳问题提供了有益的思路和方法。

基于有限元法的矿用隔爆型圆筒形外壳设计

采用弹塑性力学理论对外壳进行初始化设计,运用Solidworks软件将得到的设计参数对圆筒形外壳造型,并利用COSMOSworks有限元分析软件对壳体和壳盖进行静载工况的应力分析,根据分析结果调整设计,计算实体应力,并验证其结果能否达到强度、刚度要求。

内压下薄壁锥壳圆筒过渡段变形特征研究

大锥顶角薄壁锥壳是大型储罐常见罐顶结构。内压作用下,锥壳圆筒过渡段可能会发生屈曲,其变形较复杂。采用千分表和应变计实验测量了壁厚为1.2mm,圆筒内径为950mm,半锥顶角分别为60°和75°的锥壳圆筒过渡段在内部升压过程中的应变及径向位移变化,并且采用3D扫描仪获得表面初始和终态几何形貌。采用有限元分析方法对扫描获得的锥壳圆筒模型(含有真实初始几何形状偏差),进行材料与几何双非线性模拟计算。结果表明:薄壁锥壳圆筒过渡段,在内压作用下将产生明显的屈曲变形,而其屈曲行为具有稳定特征。对含真实初始几何偏差的计算模型进行双非线性模拟所得变形的结果与实验测量值吻合度较好,同时模拟计算得到的过渡段屈曲后形貌(位置、波数和形状)与实验结果相近,其波形呈现一定周期性,但分布并不均匀。

基于有限元法的矿用隔爆型圆筒形外壳设计

采用弹塑性力学理论对外壳进行初始化设计,运用Solidworks软件将得到的设计参数对圆筒形外壳建模,再利用COSMOSworks软件对壳体和壳盖静载工况的应力进行有限元分析,根据分析结果整体降重后,再次计算实体应力,以检测改后的结果能否达到强度、刚度要求。

多孔薄壁圆筒型壳体振动特性的仿真与验证

多孔薄壁圆筒型壳体常作为换能器的防撞结构,其在水中的固有频率附近的振动可能会对换能器的声学性能产生一定影响,因此设计壳体时进行模态分析是必要的。对壳体进行模态仿真分析和结构优化,采用近似法解决了无限水域的附加水质量给壳体模态带来影响的问题,该方法对壳体结构的设计具有一定指导作用。