加环筋轴对称壳体振动声辐射特性

为了研究加环筋轴对称壳的声振特性，建立了轴对称壳水中声辐射计算的FEM／BEM（有限元法／边界元法）三维模型，探素了加筋的高度、宽度、数目对轴对称壳的表面平为振速、辐射功率、辐射效率、激励点法向声强以及声场指向性的影响规律。计算方法是在有限元软件ANSYS中建模和模态分析基础上，将有关数据（网格、模态）导入边界元软件SYSNOISE中计算流体一结构耦合状态下的辐射声场特性。结果表明：随着环筋高度、宽度和数目的增大，激励点法向声强、表面平均振速、辐射效率和辐射声功率随频率变化曲线的峰彼此错开；环筋高度、宽度和数目增大时，激励点法向声强以及辐射声功率都有增加，而表面平均振速减小，因而导致声辐射效率的增加；在频率0～700HZ内，低频时环筋高度、宽度和数目的变化对声场指向性影响规律类似；高频（601Hz）环筋增多时对称壳尾部声辐射相对增强，而加筋处的中部声辐射相对减弱。

轴对称壳谐振子振型的进动研究

谐振子式陀螺仪是近年来发展起来的一种新型的无转子和活动支承的陀螺仪。它的核心部件是一个轴对称壳谐振子。本文研究了这种谐振子旋转时振型的进动情况,对于设计和研制类似于半球谐振子陀螺有重要的指导意义。

加肋轴对称壳非线性分析方法的探讨

将 Sanders-Koiter几何非线性壳体理论与理想弹塑性本构关系结合 ,建立了加肋轴对称壳体结构的非线性有限元计算方法 ,并对加肋锥 -环 -柱组合壳的弹塑性力学现象进行了观测 ,发现加肋锥 -环 -柱组合壳在失稳破坏时 ,环壳屈服厚度占壳体厚度的 4 4%。

自动考虑剪切变形的轴对称壳单元及对层合壳计算的应用

推导了一种中厚壳和薄壳都运用的轴对称壳单元。它假设了独立结点转角，计入了剪切变形，而在薄壳情况下自动符合薄壳理论。以它为基础构造了能自动考虑剪切效应的层合壳单元。

轴对称壳的杂交/混合有限元计算

本文建立了一个轴对称截锥壳杂交/混合有限元模型。它引入了不相容位移场而放松了平衡方程,并且在构造上考虑了克服闭锁和消除多余零能模型。数值算例表明,这种有限元模型对位移和应力都有较好的计算精度。特别有意义的是,在比较稀疏的网格划分下可得到足够好的结果。此外,还比较了几种不同的元素构造方案。

计算加肋轴对称组合壳塑性极限载荷的修正弹性补偿法

将修正的弹性补偿法应用到基于轴对称壳单元的有限元分析中,建立求解加肋轴对称组合壳极限载荷的计算方法。该方法通过改变壳单元和肋骨单元的弹性模量,获得一系列静力容许应力场,从而确定加肋轴对称组合壳的极限载荷。应用Fortran语言编制了有限元计算程序,算例证明本文方法有较高的效率和计算精度。

轴对称壳体弹塑性屈曲的有限元分析

根据轴对称壳体结构在轴对称载荷作用下的变形特点，将轴对称壳划分为若干个完全相同的子结构，将相邻子结构的交界面结点自由度分为主、从两种，并引入主从自由度之间的位移约束条件，通过求解单个子结构的增量平衡方程，得到了整个结构的应力、应变状态。由于各子结构及其受力状态完全相同，因此结构发生屈曲时各子结构具有完全相同的初应力和初应变刚度矩阵。根据这一特点，采用复约束方法，通过求解单个子结构的屈曲方程得到了整个结构的屈曲载荷和模态，大大减小了所求解问题的规模，并且在此简化过程中没有引入任何附加的近似。算例也验证了本文方法的高效和正确性。

加肋轴对称组合壳稳定性的一个特殊问题——肋间壳板“诱导”失稳

文章对凹型加肋锥-环-柱结合壳稳定性进行了模型试验研究,观察到凹环壳段失稳的一个特殊现象。通过对这一特殊现象的深入分析,作者提出肋间壳板"诱导"失稳的概念,并对"诱导"失稳产生的条件及其特性进行了探索。

缩减弹性模量有限元法计算加肋轴对称组合壳的极限载荷

将缩减弹性模量的思想融入基于轴对称壳单元的有限元分析,建立缩减弹性模量有限元法,计算加肋轴对称组合壳的极限载荷。建立壳单元"弹性状态"、"局部屈服状态"和"截面屈服状态"的判断条件;提出弹性模量调整策略和组合壳极限状态的判断方法,实现对加肋轴对称组合壳的塑性极限分析。编制了计算程序,算例表明该方法计算时间省,计算精度较高。

厚板削斜和纵筋加强非轴对称锥柱结合壳优化

对于在凹结合壳处采用厚板削斜加强、凸结合壳处采用纵筋加强的非轴对称锥柱结合壳的结构优化设计建立了数学模型。选取凹结合壳处的厚板长度、厚板厚度、厚板削斜长度,凸结合壳处的纵筋剖面参数、纵筋数目、纵筋间距,以及凸凹处的环肋剖面参数等作为设计变量,考虑锥柱结合壳段的内外表面周向应力、内外表面纵向应力、其它部位应力以及工艺性要求等约束,以锥柱结合壳处可变结构的总质量为目标函数。采用APDL语言建立结构的参数化模型,用ANSYS计算结构应力,然后用遗传算法求解优化设计数学模型,解决了非轴对称锥柱结合壳复杂结构的参数化建模和离散变量优化问题。优化的非轴对称锥柱结合壳结构的质量减轻了10.52%。还分析了主要的强度约束条件对优化设计结果的影响。

轴对称层合圆柱壳混合状态方程的弱形式及其边值问题

从Ｈｅｌｉｎｇｅｒ－Ｒｅｉｓｓｎｅｒ变分原理出发，在柱坐标系中，导出圆柱壳轴对称问题的弱形式混合状态方程和边界条件，联用状态空间法给出强厚度叠层柱壳的解析解，此法使得求解该类问题的形式得以扩大和统一。

加肋轴对称组合壳塑性极限分析专用软件LAFEMAT的研制

基于轴对称截锥壳单元,建立了加肋轴对称组合壳塑性极限分析的有限元计算方法;应用Fortran语言编制了LAFEMAT专用软件。该软件通过分步加载,计算每一载荷步作用下组合壳单元的应力状态,采用一系列弹性计算方法模拟弹-塑性计算,直至组合壳达到极限状态,从而求得极限载荷。实例证明:该专用软件具有较高的计算效率和精度。

加肋轴对称组合壳弹塑性稳定性计算的缩减弹性模量有限元法

基于缩减弹性模量的思想,建立了计算加肋轴对称组合壳弹塑性总体稳定性的有限元方法。将外载荷分成若干载荷步,分步加载,通过缩减"局部屈服"单元的弹性模量,模拟组合壳的弹塑性应力状态。在每一载荷步作特征值分析,从而得到组合壳的弹塑性总体失稳临界压力。算例表明,该文方法的计算结果经过几何非线性修正后,壳体总体失稳临界压力的计算值与实验值吻合良好。

环肋轴对称组合壳塑性极限分析的弹性模量调整有限元方法

基于轴对称截锥壳单元,以单元横截面峰值应力为等效应力,建立了弹性模量调整有限元方法,应用Fortran语言编制了有限元软件用于计算环肋轴对称组合壳的塑性极限载荷。该方法根据组合壳的应力分布情况调整轴对称壳单元和肋骨单元的弹性模量,并进行一系列的弹性迭代计算,计算收敛后即可以得到环肋轴对称组合壳的塑性极限载荷。通过对算例的计算证明:该方法具有良好的收敛性和较高的效率,计算结果与试验结果吻合较好。

轴对称圆环壳的一个新解

指出了现有渐近解的不足之处·本文统一用广义Ａｉｒｙ函数表示齐解和非齐特解的完全渐近展开，而现有的渐近解是用Ｂｅｓｅｌ或Ａｉｒｙ函数表示齐解，用Ｌｏｍｍｅｒ函数表示非齐特解的·本文所得到的新解是全域一致有效的，达到了薄壳的理论精度，且齐解和特解之间满足变动参数关系·事实上，本文给出了三个特解。

不同激励对轴对称圆柱壳声振特性的影响

研究两端分别带有锥形和半球形封盖的轴对称圆柱壳模型.通过有限元/边界元方法,分析不同类型的激励对此模型声振特性的影响,以及当激励类型相同时改变模型的结构参数对其声振特性的影响.结果表明:在不同类型的激励方式中,轴向力矩激励对模型声振特性的影响最大,径向力激励和轴向力激励对模型声振特性的影响次之,周向力激励对模型声振特性的影响最小;当激励类型相同时,在不同的激励频率范围内增加模型的壳体厚度或增加模型圆柱壳段内的环肋数目对模型声振特性的影响与激励频率的范围有关.

变壁厚轴对称圆环壳的复变量方程及其一般解

本文导出了变壁厚轴对称圆环壳的复变量方程,并给出了它的一般解。

环肋对两端带半球帽圆柱壳声振特性的影响

为了研究加环肋轴对称壳的声振特性，建立了计算两端带半球帽圆柱壳水中声辐射的有限元与边界元三维模型，分析了加肋高度、宽度、数量对轴对称壳表面平均振动速度、辐射功率、辐射效率、激励点法向声强、声场指向性的影响．应用有限元软件Ansys建模及模态分析方法，将数据导入边界元软件Sysnoise中计算，从而分析结构耦合状态下的辐射声场特性．结果表明，随着环肋高度、宽度及数量的增大，激励点法向声强、表面平均振动速度以及辐射效率和辐射声功率随频率变化曲线的峰彼此错开；环肋高度、宽度、数量增大时激励点法向声强以及辐射声功率均有增加，表面平均振动速度减小，因而导致声辐射效率增加；在0～800Hz频率范围内，环肋高度和宽度变化对声场指向性影响差别较小.

薄钢壳回转体轴向磁化状态分析

潜艇壳体、弹药壳体等薄钢壳回转体的半径和壁厚逐渐变化,且两端闭合,其轴向磁化状态的高精度建模非常困难.针对此问题提出了一种锥环单元计算公式,精确划分这些轴对称薄钢壳回转体的实际结构只需要少量的锥环单元,采用一维积分方程法实现了其轴向磁化状态的高精度快速建模.空心薄壁钢球壳磁特征的验证计算表明,所提出方法的计算值与解析值之间相对误差为1.2%.简易船模磁特征的验证计算表明,所提出方法的计算值与实测值非常吻合.并且上述计算过程分别只划分了100个锥环单元,便于工程实践中的应用.

计算加肋轴对称组合壳塑性极限载荷的缩减弹性模量有限元法

基于缩减弹性模量的理念,建立计算加肋轴对称组合壳塑性极限载荷的有限元方法。定义轴对称壳单元的"弹性状态"、"局部屈服状态"和"截面屈服状态",并提出判断条件。提出肋骨单元屈服的判断条件。外载荷分成若干载荷步,分步加载,通过缩减"局部屈服"壳单元和屈服的肋骨单元的弹性模量,模拟组合壳的弹塑性应力状态,直至组合壳达到"截面屈服"的塑性极限状态,从而得到组合壳的塑性极限载荷。编制了有限元计算程序,算例表明该方法计算速度快,计算精度较高,可用于工程计算。