圆柱壳大开孔的薄壳理论解

采用修正的Ｍｏｒｌｙ方程，以ρ０，Ｙ／Ｒ为小参数，对圆柱壳大开孔的边界条件进行渐近展开，得到了可适用于ρ０≤０．７，情况下的薄壳理论解。

压电圆管换能器振动特性的薄壳理论分析

本文运用弹性力学中的薄壳理论,分析了径向极化压电陶瓷圆管换能器的振动特性,并在此基础上推导出换能器等效电路的特性阻抗,为换能器的设计提供了依据。分析及计算结果表明,本文的理论与以往常用的薄膜理论相比,不仅在物理模型的描述上更为完整准确,在计算精度上也更接近实际。

基于薄壳理论的直流接地极电热动态耦合有限元模型

超/特高压直流输电工程中共用接地极技术的应用日趋普遍,单极大地运行方式下直流接地极承载的入地电流大幅增加。考虑直流接地极散流时土壤中温度场和电场的相互影响,准确计算其接地参数及电流场分布是直流接地极优化设计及后续相关课题研究的基础。提出了基于薄壳理论的直流接地极电热动态耦合有限元数值计算方法。在土壤中恒定电场与温度场耦合的基础上,分别通过将土壤电参数和热参数:电阻率、比热容和热导率设置为上一时刻该单元土壤温度的函数,实现由时变的温度分布控制土壤参数,准确地模拟散流过程中土壤电场、热场相互影响、相互耦合的动态过程;同时在数值计算过程引入"薄壳"理论,将接地导体用具有一定虚拟厚度的二维面代替,采用三角形单元离散,解决了直流接地极截面尺寸与求解区域差异巨大而带来的计算量大、求解困难的问题。最后,将数值计算结果与文献试验测量结果对比,验证了文中算法的有效性。并基于文中算法分析了土壤参数温度特性对接地极性能的影响,认为考虑土壤参数温度时变特性时,在一定范围内,较高土壤电阻率地区直流接地系统的接地电阻随运行时间有较明显的增大现象。

具有薄壳理论同样精度的圆锥壳简化解

采用新的变量转换公式 ,通过量级分析 ,略去 h/R量级的小量 ,从而将圆锥壳有矩问题求解的基本微分方程式转换成一个二阶复常系数的常微分方程式 .求解该方程式 ,导出了具有薄壳理论同样精度的圆锥壳的简化解 .这一简化解较圆锥壳的精确解简单 ,无须利用复杂的贝塞尔函数 ,与具有 h/R精度的等效圆柱壳的解相比 ,其精度同精确解一样为 h/R.该简化解可用于圆锥壳的边界效应 ,以及锥 -柱、锥

隧道开孔段围岩变形的薄壳理论预测方法研究

隧道围岩变形预测分析理论主要是针对无开孔隧道,而对于隧道开孔产生的围岩变形,相关预测分析研究理论较少。为此,利用薄壳理论对隧道开孔处受力进行分析,同时结合Mindlin公式对隧道开孔段围岩变形公式进行修正,从而得到了隧道开孔围岩变形预测公式。将所得隧道开孔段围岩变形预测公式应用于肯尼亚内马铁路恩贡山隧道开孔段围岩变形预测,结果显示:隧道开孔段围岩变形预测公式得到隧道开孔段位移为10.766 mm,与恩贡山隧道实际监测位移值相比,其预测分析误差为9.86%;而采用隧道非开孔段位移计算公式得到的隧道围岩预测位移为6.376 mm,其预测误差为35.04%。可见,该隧道开孔段围岩位移预测公式精度较高,满足实际施工精度要求,对实际隧道开孔段设计与施工具有较大的指导意义,并为隧道开孔段拱顶稳定性分析预测提供了新的预测方法。

具有薄壳理论同样精度的圆锥壳的简化解

本文借助作者提出的变量转换公式 ,通过量级分析 ,略去h/R量级的小量 ,从而将圆锥壳有矩问题求解的基本微分方程转换成一个二阶复常系数的常微分方程式。这个复常系数的常微分方程式仅含二阶导数项、零阶导数项 ,无一阶导数项 ,因此求解极其简单。依据这一复常系数的二阶常微分方程式 ,导出了具有薄壳理论同样精度的圆锥壳的简化解。这一简化解较圆锥壳的精确解简单 ,无须利用圆柱函数 ;较具有 hR 精度的等效圆柱壳的解精确 ,其精度同精确解一样为 hR 。本文简化解可用于圆锥壳的边界效应 ,以及锥柱。

基于薄壳理论的焊接金属波纹管失弹机理研究

依据弹性薄壳理论中应变位移关系以及材料的应力松弛理论,导出了机械密封用焊接金属波纹管在实际工况下的失弹方程,得到了波纹管的失弹曲线。根据试验得到的材料应力松弛曲线,确定了材料在工况温度下的应力松弛参数值。在ANSYS Workbench中对波纹管失弹进行有限元分析,将有限元分析结果与理论计算结果对比。研究结果表明,理论计算公式能较好地描述波纹管长期在高温下工作的失弹现象,有限元分析验证了采用弹性薄壳理论建立失弹方程的正确性,可为波纹管的可靠性研究提供依据。

柔性薄壳理论建立的织物悬垂的物理模型

自八十年代中期以来,有数位学者尝试了用计算机为织物及其它柔性材料建立模型,尽管还没有取得理想的结果,但最近人们对织物模型化中所包含的问题有了良好的理解。织物与其它薄板材料不同,它在小负荷下会发生大变形。计算机对大多数平板材料的模拟通常只局限于材料弯曲性能的研究,但对于织物的模拟必须考虑其达到平衡时所呈现的形态。

内压下带径向接管圆柱壳的薄壳理论解

圆柱壳开孔接管是各种工程中常见的部件,在内压下交贯线附近有很高的应力集中,自20世纪50年代以来成为工程界与力学界关注的难题,问题的求解归结为2个8阶偏微分方程的复杂边值问题。该文在作者前20年研究基础上,从解析求解精确的圆柱壳Morley方程出发,对内力素的表达式加入修正项改善了解的精度,增大了适用范围。通过三维有限元数值验证,说明了该文所引入的修正项将薄壳理论解的参数最大适用范围由开孔率0.8增至0.93,λ=d/(DT)1/2由8增至12。据此给出了便于工程设计的内压下圆柱壳大开孔接管应力集中系数曲线。

带径向接管的圆柱壳端部受力矩作用时的薄壳理论解

给出可适用于大开孔率 ( ρ0 ≤ 0 .8)的带径向接管的圆柱壳受端部力矩作用时的薄壳理论解 .采用修正的Morley方程代替前人使用的Donnell扁壳方程 ,在主壳展开面极坐标 (α ,β)系中求解开孔圆柱壳齐次解 ,既保持了薄壳理论的精度量级 ,又不受开孔率的限制 ;利用Goldenveizer的位移函数圆柱壳方程 ,在支管展开面主坐标 ( ζ ,θ)系中求得非平齐端头支管的齐次解 .主壳与支管交界处的边界位移和边界力分别由 (α ,β)、( ζ ,θ)系转换到总体柱坐标 ( ρ,θ ,z)系后均为θ的周期函数 ,因而可分别展成Fourier级数 ,各谐的Fourier系数可利用数值积分获得 ,再由连续条件得到整体结构的薄壳理论解 .经前人的实验和三维有限元计算结果的检验 ,证明解是可靠的 .

基于薄壳理论的膜结构褶皱分析

基于薄壳理论,利用非线性有限元法对膜结构进行静力褶皱分析,对两种经典膜结构——鞍形和伞形膜结构进行皱皱现象的数值模拟。揭示了膜结构皱皱现象的形成和发展过程和在使用目前有限元分析软件进行模拟分析的可行性,对膜结构的设计进行了有益的尝试。

薄壳碟形弹簧受力特性的理论分析

本文利用薄壳理论对薄壳碟形弹簧的受力特性进行分析，其结果与实验结果比较吻合，表明利用薄壳理论进行的分析是可靠的，薄壳理论完全适用于对碟形弹簧的研究分析。而受力特性的获得则有利于碟形弹簧的进一步研究及开发利用。

曲线顶管的三维力学模型理论分析与应用

大口径急曲线顶管施工技术已经在上海地区得到成功的应用,但曲线顶管施工对周围土体稳定性影响和管体结构受力、位移的空间变化有待深入研究和探讨。本文试图从经典弹性力学基本原理出发,利用壳体理论和温克尔假设建立曲线顶管与土体相互作用的三维力学模型,以模拟曲线顶管在软土地层中的施工力学性态。给出了曲线顶管纵向和法向位移的理论解,并进而给出了结构的内力和地层抗力。与具体工程实测位移比较表明,位移的理论解和实测值有相当的一致性,本文的理论结果是合理的。

叶片旋转噪声激励下旋涡风机壳体声辐射计算理论及分析

基于旋涡风机内螺旋形流动,采用面元法和螺旋桨尾流面建模法建立叶片表面气动载荷理论计算模型。根据FW-H方程所得的叶片旋转噪声结果对旋涡风机壳体进行简化,基于Fluegge薄壳理论和拉格朗日能量法建立了旋涡风机壳体动力学模型,并结合边界元法建立了壳体远场声辐射的理论计算模型。理论计算的壳体声辐射指向性表明,壳体声辐射主要是在风机的周向位置,与试验结果一致。且较商业软件仿真,采用该文理论方法的计算时间大幅减少。最后利用理论计算模型,探讨了叶片数、叶片厚度、叶片宽度和叶片弯角对叶片旋转噪声激励下壳体声辐射的影响规律:叶片数的增加使得声压级逐渐减小;叶片厚度的改变对平均声压级几乎没有影响;随着叶片宽度的增加,声压级先减小再增大;声压级随前向叶片弯角的增大而增大,随后向弯角的增加而减小。

基于精细传递矩阵法的气囊隔振器横向刚度特性分析

构建并求解了预载条件下气囊隔振器的囊体力学模型,提出了一种气囊隔振器横向刚度特性的参数化计算方法。在考虑囊体预应力的条件下构建了囊体力学模型,引入位移中间向量并采用精细积分法推导了囊体状态向量间的传递矩阵,利用迭代法解析了囊体状态向量、内部压力以及结构参数之间的耦合变化关系,基于边界条件完成了囊体刚度的参数化求解,结合理想气体刚度模型完成了气囊隔振器横向刚度特性的计算分析。对比试验结果,验证了横向刚度特性计算方法的正确性,探究了主要设计参数对刚度特性的影响规律。

内伸封闭式接管边界效应理论模型

通过简化в .в .новожилов的薄壳理论微分方程 ,导出了一个简化的扁球壳理论微分方程 ,从而建立了特殊内伸封闭式接管的边界效应理论 .利用本文提出的求解方程 。

带平齐接管的椭圆封头大开孔边界效应理论与实验研究

本文在文献[1] 的基础上用薄壳理论分析了椭圆封头上大开孔平齐接管边界效应问题 ,用实验数据进行了验证。验证结果表明 ,除了焊缝区之外 ,本文提出的计算理论是可靠的。

SANDERS薄壳方程的自共轭性

本文对Sanders薄壳方程的自共轭性作了讨论.证明了以下三点: 1.通常的齐次边界条件是简单自共轭边界条件; 2.在简单自共轭边界条件下,Sanders薄壳方程是自共轭的、其蜕化(元矩)方程也是自共轭的; 3.任何薄壳理论,其满足功的互等定理与具有自共轭性所需条件是相同的: 作为6个变形分量的正定二次型的应变能函数存在. 由于Sanders薄壳理论在任意曲线坐标系中成立,故以上结论亦适用于任意曲线坐标系. 本文的讨论为采用Sanders理论对薄壳进行动力分析提供了理论准备.

弧形结构旋转薄壳机械阻抗计算方法研究

根据旋转薄壳的无矩理论,将弧形挠性接管当作旋转薄壳处理,建立了弧形管的运动方程和弹性方程,并结合精细积分法,推导出弧形挠性接管轴向机械阻抗的计算方法;给出了弧形管的阻抗曲线,比较了与直管阻抗曲线的变化趋势,并与有限元结果进行了对比分析,验证了其可行性,为深入研究弧形管的阻抗特性提供了一种新思路。