腐蚀减薄柱形壳轴压屈曲特性研究

本文对不锈钢局部减薄缺陷柱形壳在轴向压力下的屈曲性能进行研究。对完好柱壳和4种外表面局部腐蚀而导致壁厚减薄的柱壳,进行几何测量、轴压试验和数值计算。5种类型柱壳的位移载荷曲线、临界载荷和失稳模式通过轴压实验获得;非线性数值分析中采用弧长法获得平衡曲线、极限载荷和柱壳后屈曲模式。在数值分析和试验的基础上,对局部减薄柱形壳屈曲问题进行研究,其中对比了减薄位置差异和减薄形状差异对柱形壳屈曲的影响。结果表明,柱形壳对腐蚀减薄形状和腐蚀减薄位置都具有敏感性,尤其对于柱壳周向长方形缺陷形状的敏感性更强。

等容重柱形壳和球壳的耐外压实验研究

为设计一薄壁结构件以满足耐一定外压并实现密封的实际工程要求 ,根据弹性稳定性理论计算了等容重柱形壳和球壳的临界失稳压力 ,通过优化设计制造了固定几何尺寸的球台封头柱形壳和球壳两种薄壁结构壳体 .随后利用试验进行了强度校核和验证 ,结果表明等容重球壳具有最高的耐压性能而且表面质量好 。

轴压复合材料柱形壳屈曲特性

以单立柱固定式海洋平台的柱形壳桩腿为研究对象,得到复合材料柱形壳较为合理的结构尺寸、铺层方式,提高其轴向承载能力.首先,通过碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)材料单轴拉伸试验得到复合材料柱形壳试验样本的材料属性,用于柱形壳的计算与分析.其次,基于复合材料薄壳理论,得到轴压复合材料柱形壳屈曲临界载荷解析解,对比线弹性屈曲有限元分析,验证了理想柱形壳有限元模型建立的正确性.再次,由复合材料柱形壳缺陷测量试验得到其初始几何缺陷,由轴向压缩试验得到其轴压屈曲特性,对比非线性屈曲有限元分析,验证了缺陷柱形壳有限元模型建立的正确性.最后,结合线弹性屈曲分析结果,引入模态缺陷,从线弹性和非线性屈曲分析两个方面,研究铺层角、铺层数、各层纤维厚度、几何尺寸对复合材料柱形壳轴向承载能力的综合影响规律,得到各模型的屈曲特性与缺陷敏感性.从生产制造与工程实际出发,建立一种系统的CFRP型复合材料柱形壳设计计算流程、失稳分析方法,对于复合材料柱形壳的设计、校核、优化具有指导性作用.

轴压柱形壳非线性屈曲试验与理论研究

本文研究了轴压不锈钢柱形壳的非线性屈曲行为。通过轴向压缩试验,获得柱壳的载荷位移曲线、失稳载荷、最终失稳模式;在此基础上,采用弧长法对试验壳体进行非线性屈曲计算,分析平衡曲线、临界载荷、临界屈曲和后屈曲模式等非线性屈曲行为,并与试验结果作对比研究。结果表明:在柱形壳受轴压而发生弹塑性屈曲时,端部长度缺陷会在轴压初期降低柱形壳的承载力从而影响临界屈曲载荷,且高度越小时,柱形壳越容易在两端发生形变。但是总体来看,发生塑性屈曲时,端部长度缺陷对临界载荷影响很小。

加强柱形壳体在风型载荷作用下的屈曲特性

本文研究了加强柱形壳体在风型载荷作用下的静力屈曲特性。由于前屈曲薄膜应力状态是非均匀的应力场，因而使问题求解的难度增加。本文应用能量近似法，求解带环肋加筋的柱形壳体的整体稳定性。

铝铸件柱形壳结构屈曲载荷的计算与分析

首先根据不考虑结构初始缺陷的非线性前屈曲理论,介绍了光筒柱形壳结构屈曲载荷的理论计算公式;并通过对光筒柱形壳的理论计算与有限元分析比较,检验了采用有限元法分析柱形壳结构临界载荷的合理模型;然后通过对铝铸件柱形壳网格结构屈曲载荷的有限元分析,研究了加强筋网格尺寸、蒙皮厚度等对柱形壳网格结构屈曲载荷的影响。

应用无矩理论设计柱形壳体

应用无矩理论设计柱形壳体东北重型机械学院邱坤一、前言壳体设计计算主要是从弹性力学壳体理论方面研究壳体强度，壳体结构除在冶金设备中常会遇到外，在工程中也经常遇到。如建筑物的屋顶，化工设备中的压力容器等等。在设计这些薄壳结构时．要尽可能使其处于无矩应力状...

轴对称载荷柱形壳基本微分方程的求解及应用

本文推导和求解了受轴对称载荷柱形壳体的基本微分方程，并创举实际应用的例子，为轴对称载荷柱形壳体的设计提供了参考。

柱形壳网络结构极限承载力的有限元分析

通过对光筒柱形壳极限承载力的有限元分析及其与理论计算结果的比较,检验了采用有限元法分析柱形壳结构临界载荷的合理模型,并通过对铝铸件柱形壳网格结构屈曲载荷的有限元分析,研究了加强筋网格尺寸、蒙皮厚度等对柱形壳网格结构极限承载力的影响,从而为柱形壳网格结构的优化设计提供了分析基础和有效途径。

复合圆柱形壳在径向冲击荷载和轴压荷载作用下的瞬时动力响应

基于首次逼近理论,利用第一阶剪切变形理论对圆柱形壳的自由和强迫振动进行分析。边界条件(BCs)考虑为悬臂状态。分析复合壳体在横向冲击和轴向压力作用下的动力响应(轴压荷载小于临界屈曲荷载),同时对复合柱形壳进行了建模分析。利用卷积积分对给定荷载状况下的壳体进行分析。揭示纤维方向、轴向荷载及一些几何参数对壳体时间响应的影响。结果表明:动力响应主要由结构的自振周期所控制。

扭转作用下有缺陷柱形壳的屈曲和后屈曲性能

分析扭转作用下有缺陷柱形壳的屈曲和后屈曲性能。基于Karman-Donnell-Type非线性微分方程建立计算公式,采用壳屈曲的边界层理论进行分析,以获得能严格满足边界条件的解决方案。采用奇摄动技术,以确定屈曲载荷和后屈曲平衡路径。数值结果显示,目前的理论能对柱形壳的后屈曲性能进行较好评估。同时分析了几何参数对柱形壳的屈曲和后屈曲性能的影响。证实了扭转作用下柱形壳的后屈曲平衡路径并不稳定,并且相对更短的壳体具有更高的后屈曲平衡能力。最后,指出初始缺陷对柱形壳屈曲和后屈曲性能的影响。对具有初始横向挠曲的有缺陷壳体的分析结果显示:即便是非常小的缺陷,也确实会减少屈曲承载力,并使得后屈曲稳定性变差。扭转作用下柱形壳的屈曲和后屈曲性能显示出明显的缺陷敏感性。此外,如果缺陷更大,那么带来的影响也随之会变得更大。

基于响应面法的柱形壳内高压胀形工艺优化

针对柱形壳在制造过程中的厚度均匀性和成形性能差等问题,提出采用橡胶内高压胀形工艺进行柱形壳的成形,并通过优化肩部传力区域的工艺参数来提高柱形壳的成形性能。基于响应面法中的Box-Behnken Design进行试验方案的设计,建立并优化了以模具结构中肩部传力区域的内圆角半径、外圆角半径、斜边角度和摩擦因数为设计变量,以最大减薄率为响应值的响应面模型,并通过对响应面模型进行方差分析和相关性分析,确定了柱形壳内高压胀形的最佳工艺参数组合为:内圆角半径为9.89 mm,外圆角半径为1 mm,斜边角度为10.13°,摩擦因数为0.104。采用最佳的工艺参数进行柱形壳内高压胀形模拟分析和试验,验证了响应面模型优化的可靠性和模拟分析的准确性。

模态缺陷条件下复合材料柱形壳屈曲特性

为了开展多模态缺陷条件下复合材料柱形壳的屈曲特性研究,进行了理想柱形壳在轴压工况下的线性屈曲分析,得出前50阶屈曲失稳模式,即模态缺陷;基于弧长法研究不同模态缺陷条件下复合材料柱形壳的非线性屈曲特性;将有限元分析结果、NASA SP-8007规范计算结果与Bisagni试验结果作对比分析。结果表明:对于轴压柱形壳屈曲问题,第1阶模态缺陷不是最差缺陷,在第1阶模态缺陷条件下求出的非线性屈曲载荷比试验值高出较多;高阶模态缺陷条件下的复合材料柱形壳非线性屈曲计算结果与试验结果最为吻合,两者相差较少;屈曲载荷下降受缺陷形状、幅值双重影响,复合材料柱形壳屈曲计算需考虑多模态问题;NASA求出的屈曲载荷非常保守,低于试验值较多,用NASA方法进行复合材料柱形壳的设计,往往会导致结构笨重、材料浪费、性能降低。

钢筋混凝土柱形壳凹面侧弧形受拉钢筋自锚固分析与应用

钢筋混凝土柱形壳的凹面侧弧形受拉钢筋有拉直的趋势,从而对混凝土保护层产生径向压力,可能使混凝土保护层剥落,导致结构失效.为了避免上述问题,通过建立"柱形壳凹面侧弧形受拉钢筋自锚固计算模型",找出了凹面侧弧形受拉钢筋在"不设横向附加锚固钢筋"时的"自锚固"特点,进而将该成果应用于钢筋混凝土双曲线冷却塔塔筒、取水隧道、输水管道等结构的设计。

各向异性带壳柱形颗粒复合体系中的光学双稳

从Laplace方程出发,给出了在稀释极限下带各向异性壳的非线性柱形颗粒浸在基质中而形成的复合体系中的局域场与外场的关系。当核组分具有非线性电位移D和电场E关系时,探测了这类颗粒复合体系的光学双稳现象,讨论了颗粒结构参数和各向异性参数对双稳阈值的影响,并给出了体系的有效介电常数。

深潜器柱形耐压壳结构研究现状概述

耐压壳结构是海洋深潜器的核心结构部件,柱形耐压壳结构因承载能力良好,加工制造容易,得到了广泛应用。论文介绍了国内外柱形耐压壳结构的发展概况,从柱形壳结构形状、加强方式、材料选用等方面进行综述,总结柱形耐压壳结构的发展历程。

EFP不同着角下对柱形带壳装药的冲击起爆数值分析

为研究EFP着角对柱形带壳装药的冲击起爆效能的影响规律,利用LS-DYNA有限元数值计算软件,对EFP冲击侵彻柱形带壳装药过程进行模拟仿真。结果表明:在本文初始条件下,着角为0~30°时,战斗部均能成功冲击起爆柱形装药,垂直侵彻(着角为0°)并不具备最优的冲击起爆能力。当着角在0~30°范围内,弹丸冲击起爆能力随着角的增加先增长后下降,被发装药发生汇聚爆轰现象,呈现强爆轰特征。大角度侵彻(着角大于等于35°)时,弹丸无法冲击起爆柱形带壳装药,且会发生跳飞现象。

轴压偏心加筋薄壁圆柱壳的塑性稳定性

根据Hencky-提出的塑性形变理论,应用小挠度能量法获得了轴压偏心加筋薄壁圆柱壳的塑性屈曲方程。在分析中考虑了下列诸因素:(1)蒙皮局部失稳的影响;(2)加筋条的偏心距;(3)加筋条的单向受力状态;(4)加筋条和蒙皮具有不同的材料性能。据此编写了计算机程序。两个实例的计算结果表明了该方法对于工程应用的可行性。

纵向波纹柱形耐压壳屈曲特性研究

采用数值分析的方法,研究一种纵向波纹柱形耐压壳的屈曲特性。首先,基于圆柱形耐压壳设计了一种纵向波纹柱形耐压壳。在此基础上,建立不同厚度的纵向波纹柱壳和圆柱壳的数值模型,通过数值计算,对比分析两种耐压壳在均布外压作用下的稳定性,探讨厚度对两种壳体在均布外压作用下屈曲特性的影响规律。研究结果表明,在均布外压作用下,纵向波纹柱形耐压壳承载能力明显优于圆柱耐压壳,随着壳体壁厚增大,纵向波纹柱壳屈曲载荷相对圆柱壳的增幅总体呈减弱趋势。

周向波纹圆柱壳屈曲特性研究

选用有限元仿真方法,研究了在均布外压作用下,周向波纹圆柱壳的屈曲问题、以及波纹幅值对柱壳屈曲的影响。首先,设计了1个普通圆柱形耐压壳和2个周向正弦波纹柱形耐压壳,对理想柱壳进行线性屈曲分析,并观察波纹幅值对柱壳屈曲的影响规律;然后为了验证理想柱壳线性屈曲分析的可靠性,要对真实波纹柱壳进行非线性屈曲分析。理想波纹柱壳的线性屈曲分析与真实波纹柱壳的非线性屈曲分析一致表明,随着波纹幅值的增大,圆柱壳抵抗屈曲变形的能力也随之增大,并且理想波纹柱壳的线性失稳模式与真实波纹柱壳后屈曲失稳模式一致。