功能梯度截顶圆锥壳的热弹性弯曲精确解

研究了功能梯度材料截顶圆锥壳在横向机械载荷与非均匀热载荷同时作用下的变形问题.基于经典线性壳体理论推导出了以横向剪力和中面转角为基本未知量的功能梯度薄圆锥壳轴对称变形的混合型控制方程.假设功能梯度圆锥壳的材料性质为沿厚度方向按照幂函数连续变化的形式.然后采用解析方法求解,得到了问题的精确解.分别就两端简支和两端固支边界条件,给出了圆锥壳的变形随其载荷、材料参数等变化的特征关系曲线,重点分析和讨论了载荷参数与材料梯度变化参数对变形的影响.

截顶圆锥壳体的自由振动分析

本文基于Donnell壳体理论导出了截顶圆锥壳体的振动方程，给出了方程的幂级数解，并讨论材料各向异性、壳体变厚度、壳体受轴向载荷及半锥角变化对振动特性的影响，最后通过模态分析确定了一加肋锥壳的自由振动参数。

温度依赖热弹性功能梯度截顶圆锥壳的弯曲精确解

研究功能梯度材料截顶圆锥壳在横向机械载荷与非均匀热载荷同时作用下的变形问题.基于线性壳理论建立问题的混合型控制方程,其中考虑组分材料物理性能参数的温度依赖性,并且假设功能梯度圆锥壳的材料性质为沿厚度方向按照幂函数连续变化的形式.采用解析方法求解,得到问题的Bessel函数形式的全部精确解.分别就两端简支和两端固支边界条件,给出功能梯度圆锥壳的变形随其载荷、材料参数等变化的特征关系曲线,分析和讨论热载荷参数、材料梯度变化参数和物性参数的温度依赖性对变形的影响.

引信后坐保险用截顶圆锥壳形支筒屈曲特性研究

美30 mm火炮引信M759以截顶圆锥壳形支筒作为后坐保险抗力件。这种刚性抗力件的破坏过程包括从屈曲破坏到压溃的过程。以紫铜带冲压成形的截顶圆锥壳为试件,用电子万能试验机研究了轴向静压屈曲现象,用锤击试验机和专门设计的试验装置研究了轴向准动态屈曲现象,用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对准动态屈曲过程以及在引信正常工作环境下(包括发射冲击和跌落冲击)的动态屈曲过程进行了仿真。仿真结果与上述试验结果一致。紫铜带可以作为截顶圆锥壳形支筒的冲压材料。截顶圆锥壳形支筒适用于高发射过载环境。其锥角至少应为60°。截顶圆锥壳形支筒的解除保险行程设计要为1.5 m跌落时可能出现的塑性位移留出裕量。

石墨烯增强复合材料截顶圆锥壳的自由振动

石墨烯增强复合材料是一种新一代的先进复合材料,在这种材料中,由若干层石墨烯片叠加而成的石墨烯小块作为颗粒增强体随机或均匀地分布在基体中,在厚度方向上按照某种规律逐层呈梯度或均匀排布。石墨烯增强复合材料及其结构的力学行为已成为近年来学术界的研究热点。基于Rayleigh-Ritz数值算法,得到石墨烯增强复合材料截顶圆锥壳在简支边界条件下自由振动的固有频率。数值实验表明:石墨烯增强复合材料截顶圆锥壳的无量纲化基频随着石墨烯含量的增加而单调增加,且受其分布模式的影响很大;随着半顶角的增大先单调增加后单调减少;随着壳体底面半径与厚度的的增加而单调增加。

温度-机械混合载荷作用下先进复合材料格栅加筋截顶圆锥壳体的屈曲分析

基于均匀化原理,推导了考虑沿格栅加筋圆锥壳体随母线变化的等效刚度阵和等效热膨胀系数,并采用前屈曲薄膜理论给出了在温度和均布外压载荷作用下格栅加筋圆锥截顶壳体稳定性分析的总势能表达式。基于最小势能原理得到了该壳体总体失稳的临界载荷值解析表达式,对典型复合材料格栅加筋截顶圆锥壳体的稳定性计算结果与有限元法所得结果相比较,验证了本文中方法的适用性。基于文中提出的方法,通过对不同温度条件下具有不同顶锥角复合材料格栅加筋截顶圆锥壳体热-力屈曲分析结果的讨论,指出温度对复合材料格栅加筋截顶圆锥壳体稳定性的影响程度将随其顶锥角增加而增大。