帽型、点焊薄壁柱壳轴向挤压性能分析

在M D White和N Jones等人的研究基础上,充分考虑柱壳被挤压变形时塑性铰吸能,将其求解过程中的离散单元的数目由18个增至19个,进而使吸能和平均压塌力控制方程更接近试验实际情况。给出柱壳被挤压时平均压塌力的理论计算算例,并用LS DYNA软件对建立的帽型、点焊薄壁柱壳轴向挤压过程力学模型进行了数值模拟。计算结果显示,该结构撞击变形过程相对稳定,与修正的吸能和平均压塌力控制方程计算结果很接近;与M D White和N Jones等人的试验结果进行对比分析,证实帽型、点焊薄壁柱壳具有良好的能量吸收性能。

噪声载荷作用下薄壁柱壳结构的随机振动响应的估算方法

给出了噪声载荷作用下薄壁柱壳结构随机振动加速度响应功率谱密度的计算公式和计算方法,并与实际测量获得的加速度响应功率谱密度进行了比较,计算的功率谱与实测的功率谱具有较好的一致性,说明这种估算噪声载荷作用下薄壁柱壳结构随机振动加速度响应功率谱密度的方法是合理可行的。用同样方法导出的Von Mises应力响应的功率谱密度及其均方值的计算公式,可直接用于疲劳强度分析。

内部爆炸载荷下薄壁柱壳膨胀断裂的研究

以大载流体超高速关断装置爆炸桥为研究对象 ,提出一种破坏损伤度函数 ,讨论了其薄壁柱壳在爆炸载荷下的动态断裂准则。计算结果与实验结果一致 。

考虑螺栓连接的吊挂式薄壁柱壳固有特性分析

以含螺栓连接的吊挂式薄壁柱壳为研究对象,采用商用有限元分析软件ANSYS建立了系统的全实体/梁-壳混合有限元模型.基于所建立的模型,分析讨论了自由/约束边界,法兰/吊挂处预紧力对系统固有特性的影响,并通过试验进行了对比验证.研究结果表明:本文所建立的有限元模型能较好地模拟螺栓连接处界面接触压力及其分布情况,且在保证一定精度的前提下,梁-壳混合模型较全实体模型的计算效率高;吊挂约束的存在对系统的固有频率和振型影响较大;法兰处螺栓预紧力对系统第5~8阶固有频率影响较大,而吊挂处螺栓预紧力对系统前3阶固有频率影响较大.

爆炸作用下薄壁柱壳结构动力响应实验研究

为获得薄壁圆柱壳结构在可燃气体爆炸作用下的动力响应特性,该文进行了乙炔/空气混合气体爆炸冲击波对缩比薄壁柱壳模型的冲击实验,测得模型壁面的超压荷载、动态应变和振动加速度时程曲线。通过对时程曲线的变化特征分析,研究了爆炸荷载作用下薄壁柱壳结构的响应特性及其破坏机理。实验结果表明,在爆炸荷载作用下,正反射迎爆区域壁面超压和应变峰值始终最高;柱壳模型抵抗变形破坏的能力与其径高比D/H有关,径高比接近1的模型抵抗变形破坏的能力较强;柱壳模型内部液体能够吸收和耗散爆炸冲击能量。

螺栓连接薄壁柱壳结构固有特性分析

本文以螺栓连接的薄壁柱壳结构为研究对象,基于ANSYS有限元分析软件,建立其精细有限元模型,并采用基于接触的预应力法分析系统的固有特性,通过与模态实验得到的系统振型和固有频率结果进行对比,验证所建模型的有效性和准确性,并在此基础上,分析系统转速和螺栓预紧力对系统固有特性的影响.研究结果表明:随着转速和预紧力的增加,结合面的连接刚度和系统刚度增加,系统的前6阶固有频率不断增加;转速较低时,预紧力对系统的固有特性的影响占主导;预紧力足够大时,转速对系统的固有频率的影响占主导.

复合材料薄壁柱壳铰链研究进展

复合材料薄壁柱壳铰链收拢状态下利用自身存储的弹性能展开,集自驱动展开、自锁功能于一体,具有结构简单、质量轻、展开过程可靠等优势,在空间展开机构中具有广泛的应用。针对复合材料薄壁柱壳铰链,综述柱壳铰链的宇航任务应用情况,总结柱壳铰链的材料体系和结构形式,梳理柱壳铰链的折展行为和多目标优化分析方法,评述柱壳铰链在空间展开机构应用中的关键问题,为柱壳铰链在空间展开机构的发展与应用提供参考。

温度附加压力下筒仓柱壳结构温度效应分析研究

温度作用会在筒仓上产生显著的热-结构响应,而分析温度作用所产生的效应不能只关注温度对筒仓圆柱壳体的影响,应该考虑壳体-储料间相互耦合作用后结构的温度效应。本文对一贮存氧化铝粉末的落地式平底钢筒仓在储料荷载和温度作用下的热-结构响应进行研究,主要探究温度附加压力在圆柱壳上所产生的温度效应。首先仓壁附加压力采用经典解析方法、有限元数值方法和改进温度附加压力计算方法进行分析,并对比这三种方法所得出侧压力大小及分布;然后通过数值分析的结果,研究不同温度附加压力方法所产生的温度效应,并与不考虑温度附加压力时筒仓的应力进行对比;最后得出温度附加压力对筒仓结构产生的影响,为实际工程中考虑附加压力的温度效应提供依据。

大型运载火箭加筋柱壳近似建模方法

为提高大型运载火箭中薄壁加筋柱壳结构的后屈曲分析、优化设计的计算效率,提出基于矩估计的增广径向基函数(ARBF)近似建模方法。首先,分析了形状参数对ARBF近似模型泛化能力的影响规律;然后,基于样本点局部密度给出了ARBF基准形状参数确定方法,并根据模型响应特点,引入缩放系数对形状参数进行自适应调整;进一步,基于矩估计方法将确定形状参数的复杂域优化问题转化为确定缩放系数的优化问题,并利用多起点并行优化算法求解该问题,显著降低了计算复杂度;最后,通过典型数值算例和工程应用,对比研究了本文方法与其他典型近似建模方法的优劣。数值和工程算例表明,相较其他典型近似建模方法,本文方法可通过训练较少的样本点达到较高的近似精度,对比结果验证了本文方法的有效性和高鲁棒性,表明其具有一定的工程应用价值。

海水腐蚀对薄壁钢管冲击膨胀断裂行为的影响

利用分离式霍普金森压杆对经模拟海水腐蚀处理后的HR2钢薄壁柱壳进行冲击膨胀冻结回收试验。分析回收样品的宏观形貌、表面形态、显微组织和断口形貌,研究不同NaCl浓度海水和浸泡时间对HR2钢薄壁柱壳冲击膨胀断裂的影响规律及其作用机理。基于Taylor准则,对断裂模式的转变机理进行分析。结果表明:当NaCl浓度较低或浸泡时间较短时,HR2钢薄壁柱壳冲击膨胀断裂主要以拉伸-剪切混合型断裂为主,近外表面呈拉伸断裂,近内表面呈剪切断裂;随浸泡时间和海水中NaCl浓度增大,柱壳的断裂转变为拉伸断裂为主,形成完整的拉伸断口。

一种新型FRP桥墩防撞浮箱结构

介绍了一种具有自定位功能的弱接触连接构造和具有高消能效果的新型FRP桥墩防撞浮箱结构,它可适用于桥区水位变幅较大和墩的抗力远低于其设防船撞力的桥墩防撞保护工程,可获得"既不伤墩、又少伤船、还少结构自伤"的最佳防护效果,是实现桥墩"和谐防撞"与"长效防撞"的技术创新尝试。

新材料FRP桥墩防撞浮箱在运行桥梁中的优势研究

文章研究分析了一种新型材料FRP桥墩防撞浮箱应用在运行桥梁中的优势,它具有自定位功能和弱接触连接构造及高消能效果。FRP桥墩防撞浮箱适用于桥区水位变幅较大和墩的抗力远低于其设防船撞力的桥墩防撞保护工程,可获得"既不伤墩、又少伤船、还少结构自伤"的最佳防护效果。