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Research on Strengthening Method of Concave Cone-toroid-cylinder Combined Shell with Initial Imperfection
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作者 Er Zhang Fan Wu +1 位作者 Kairen Mao Chunzheng Liu 《Journal of Harbin Institute of Technology(New Series)》 EI CAS 2017年第1期65-70,共6页
As a new joint structure,the impact of initial imperfection to stress of Concave cone-toroid-cylinder combined shell was analyzed. Firstly the location and shape of combined shell's initial imperfection caused by ... As a new joint structure,the impact of initial imperfection to stress of Concave cone-toroid-cylinder combined shell was analyzed. Firstly the location and shape of combined shell's initial imperfection caused by welding was studied. Secondly dominated stress was chosen after comparing varioustypical stress. Then it was analyzed that the influence of imperfection to dominated stress via changing the shape of frame's deflection and shell's concave-convex. At last the strengthening case for combined shell with imperfection was pointed out. The conclusions are:(1) Stress of frame 9 is more sensitive to initial imperfection than circumferential stress of toroidmidsurface,which is a new concern;(2) To strength the frames in the sides of toroid not only can decrease the stress of frame,but also can reduce the circumference stress of toroid's midsurface. 展开更多
关键词 concave cone-toroid-cylinder combined shell initial imperfection stress strengthening scenario
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凹型加肋锥—环—柱结合壳强度的模型试验研究 被引量:14
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作者 白雪飞 陈昕 +3 位作者 丁锦超 吴梵 吕岩松 郭日修 《船舶力学》 EI 北大核心 2006年第2期65-72,共8页
为考察凹型加肋锥—环—柱结合壳的力学行为,设计制作了3个凹型加肋锥—柱/锥—环—柱结合壳系列精车模型,采用分区样条等参元方法对它们进行了应力计算。分别对3个模型进行了静水外压试验,测量其应力,计算应力与实测应力吻合较好。模... 为考察凹型加肋锥—环—柱结合壳的力学行为,设计制作了3个凹型加肋锥—柱/锥—环—柱结合壳系列精车模型,采用分区样条等参元方法对它们进行了应力计算。分别对3个模型进行了静水外压试验,测量其应力,计算应力与实测应力吻合较好。模型试验和计算结果表明,凹型加肋锥—环—柱结合壳能有效降低锥、柱壳结合部的应力峰值。通过对模型试验结果的分析,得出了一些对指导凹型加肋锥—环—柱结合壳结构设计有实用价值的结论。 展开更多
关键词 凹型加肋锥-环-柱结合壳 强度 模型试验 分区样条等参元方法
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加肋锥—环—柱结合壳试验研究 被引量:20
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作者 郭日修 吕岩松 +3 位作者 黄加强 吴梵 白雪飞 陈昕 《船舶力学》 EI 北大核心 2008年第2期252-257,共6页
加肋锥—环—柱结合壳是柱壳与锥壳连接的一种新型的、优越的结构形式,它能大幅降低锥、柱壳结合部的应力峰值,提高承压能力,结合部结构重量较现在采用的加强结构重量小,最大应力不出现在结合部焊缝上。文中展示系列模型试验结果,通过... 加肋锥—环—柱结合壳是柱壳与锥壳连接的一种新型的、优越的结构形式,它能大幅降低锥、柱壳结合部的应力峰值,提高承压能力,结合部结构重量较现在采用的加强结构重量小,最大应力不出现在结合部焊缝上。文中展示系列模型试验结果,通过比较分析,验证加肋锥—环—柱结合壳的优越性,验证课题组提出的计算加肋轴对称结合壳应力和稳定性的"分区样条等参元方法"和"ARSASS"程序的正确性。 展开更多
关键词 加肋锥-环-柱结合壳 应力 承压能力 模型试验 样条等参元
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加肋凹锥-环-柱结合壳结构参数分析 被引量:10
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作者 吴梵 陈昕 郭日修 《海军工程大学学报》 CAS 2004年第6期64-69,共6页
采用分区样条等参元法,分析了加肋凹锥 环 柱结合壳的应力和稳定性特点,研究了各项结构参数变化对结合壳应力和稳定性的影响,认为加肋凹锥 环 柱结合壳能有效降低锥柱结合部的纵向弯曲应力,但对于降低环向应力效果有限,建议在环壳段中... 采用分区样条等参元法,分析了加肋凹锥 环 柱结合壳的应力和稳定性特点,研究了各项结构参数变化对结合壳应力和稳定性的影响,认为加肋凹锥 环 柱结合壳能有效降低锥柱结合部的纵向弯曲应力,但对于降低环向应力效果有限,建议在环壳段中部增加一档肋骨;半锥角的凹结合壳越大,嵌入环壳段的优势越明显;增大环壳与柱壳半径比可以有效降低环壳段中部的纵向弯曲应力. 展开更多
关键词 加肋凹锥-环-柱结合壳 样条等参元 结构参数 应力 稳定性
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分区样条等参元方法分析加肋轴对称组合壳 被引量:16
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作者 黄加强 郭日修 《计算力学学报》 CAS CSCD 1998年第1期58-68,共11页
本文提出分区样条等参元方法分析加肋轴对称组合壳在静水外压作用下的应力及稳定性。该方法根据母线几何形状、壳板厚度变化及边界约束状况将加肋轴对称组合壳划分为若干个区域,在不同区域采用不同步长的样条等参元进行分析,因而便于... 本文提出分区样条等参元方法分析加肋轴对称组合壳在静水外压作用下的应力及稳定性。该方法根据母线几何形状、壳板厚度变化及边界约束状况将加肋轴对称组合壳划分为若干个区域,在不同区域采用不同步长的样条等参元进行分析,因而便于对复杂的组合壳进行分析,并可大大减少计算所需自由度数,减少计算工作量,同时计算精度很高,并且易于进行边界约束处理。应用该方法对加肋锥-柱、加肋锥-环-柱组合壳进行了计算,其结果与其它方法计算值及实验值吻合良好。 展开更多
关键词 样条等参元 加肋 轴对称 组合壳 应力分析
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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 被引量:2
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作者 白雪飞 陈昕 +3 位作者 丁锦超 吴梵 吕岩松 郭日修 《船舶力学》 EI 北大核心 2007年第5期768-772,共5页
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。
关键词 加肋轴对称组合壳 凹型加肋锥-环-柱结合壳 肋间壳板“诱导”失稳 模型试验
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加肋锥-环-柱组合壳强度及稳定性模型实验研究 被引量:22
7
作者 黄加强 郭日修 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 1998年第4期57-65,共9页
本文进行了加肋锥-环-柱组合壳应力、稳定性模型实验,并运用分区样条等参元法进行了数值计算,计算结果与实验结果吻合良好。还将加肋锥-环-柱组合壳与相应加肋锥-柱组合壳应力、稳定性特性进行比较。研究结果表明,加肋锥-环-... 本文进行了加肋锥-环-柱组合壳应力、稳定性模型实验,并运用分区样条等参元法进行了数值计算,计算结果与实验结果吻合良好。还将加肋锥-环-柱组合壳与相应加肋锥-柱组合壳应力、稳定性特性进行比较。研究结果表明,加肋锥-环-柱组合壳是锥壳与柱壳间一种优越的连接形式。 展开更多
关键词 加肋锥环柱 组合壳 应力 稳定性 实验 潜艇
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凹型加肋锥-环-柱结合壳局部加强方式的研究 被引量:11
8
作者 郭日修 吕岩松 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期170-176,共7页
为了给潜艇加肋锥-环-柱结合壳提供设计依据,对组合壳中凹环壳块的加强方式进行了探讨.通过分析凹型加肋锥-环-柱结合壳中环壳块的应力,指出凹环壳块需局部加强的必要性.提出凹环壳块中部增设肋骨和凹环壳块适当加厚两种加强方式,分析... 为了给潜艇加肋锥-环-柱结合壳提供设计依据,对组合壳中凹环壳块的加强方式进行了探讨.通过分析凹型加肋锥-环-柱结合壳中环壳块的应力,指出凹环壳块需局部加强的必要性.提出凹环壳块中部增设肋骨和凹环壳块适当加厚两种加强方式,分析它们的应力分布特点.通过大量的计算,比较两种加强方式的效率,提出"应力放大系数"作为衡量凹环壳块加强方式效率的指标.制作了2种加强方式的凹型加肋锥-环-柱结合壳精车模型,进行了模型试验.计算分析和模型试验结果表明,对凹环壳块适当加厚是提高凹型加肋锥-环-柱结合壳效率的较优越的加强方式. 展开更多
关键词 加肋锥-环-柱结合壳 凹环壳块 应力分析 分区样条等参元法
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含凸、凹型加肋锥-环-柱结合壳的连接结构试验研究 被引量:11
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作者 吕岩松 郭日修 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1140-1143,共4页
制作了一个含凸、凹型加肋锥-环-柱结合壳的连接结构焊接钢模,进行了静水外压试验,研究连接结构的应力分布.环壳块的嵌入有效地削减了锥-柱结合部的应力峰值.模型在大圆柱壳破坏,表明连接结构的强度高于所连接的基本结构(环肋圆柱壳)的... 制作了一个含凸、凹型加肋锥-环-柱结合壳的连接结构焊接钢模,进行了静水外压试验,研究连接结构的应力分布.环壳块的嵌入有效地削减了锥-柱结合部的应力峰值.模型在大圆柱壳破坏,表明连接结构的强度高于所连接的基本结构(环肋圆柱壳)的强度.实验证明含凸、凹型加肋锥-环-柱结合壳是潜艇耐压艇体相邻的大、小圆柱壳间一种优越的连接结构.通过分析模型的破坏模式——大圆柱壳肋间壳板屈服破坏,指出计算环肋圆柱壳塑性极限载荷在现代潜艇结构设计中的重要意义. 展开更多
关键词 加肋锥-环-柱结合壳 应力 塑性极限载荷 试验研究
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基于舱壁设置的加肋凸、凹锥-环-柱结合壳强度分析 被引量:2
10
作者 吕岩松 吴梵 郭日修 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2005年第5期9-12,共4页
运用分区样条等参元法对舱壁不同布置位置的潜艇加肋凸、凹锥-环-柱结合壳进行强度分析,得出了一些对指导凸、凹型锥-环-柱结合壳结构设计和舱壁布置有实用价值的结论.
关键词 潜艇 加肋凸 凹锥-环-柱结合壳 舱壁布置 分区样条等参元法
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Riccati传递矩阵法在潜艇结构强度和稳定性分析中的应用 被引量:3
11
作者 白雪飞 郭日修 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2007年第3期66-72,共7页
运用Riccati传递矩阵方法,建立了旋转壳单元的场传递矩阵,推导了肋骨和母线倾角不连续位置的点传递矩阵,在推导中考虑了肋骨各方向可能的变形,编制了用于分析组合加肋旋转壳应力和稳定性的计算机程序(应力程序SAPRi,稳定性程序BAPRi)。... 运用Riccati传递矩阵方法,建立了旋转壳单元的场传递矩阵,推导了肋骨和母线倾角不连续位置的点传递矩阵,在推导中考虑了肋骨各方向可能的变形,编制了用于分析组合加肋旋转壳应力和稳定性的计算机程序(应力程序SAPRi,稳定性程序BAPRi)。利用SAPRi程序和BAPRi程序对潜艇耐压结构的典型结构算例进行了应力和稳定性分析,并将计算结果与理论结果或商用软件(MSC/NASTRAN)的计算结果进行比较,表明该程序结果正确可信,计算速度快,适合于工程应用。 展开更多
关键词 Riccati传递矩阵法 潜艇结构 组合加肋旋转壳 应力 稳定性 计算机程序
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计及频率约束的环肋圆柱壳多目标优化研究 被引量:2
12
作者 汪志强 李学斌 黄利华 《中国造船》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期46-54,共9页
圆柱壳自由振动频率是潜艇静音性设计的一个重要指标。论文在经典圆柱壳多目标优化模型的基础上添加了频率约束条件。通过频率约束使结构振动与机械振动的频率错开,避开共振。采用NSGA-Ⅱ进行多目标优化求解,提出了基于所有子代获取Par... 圆柱壳自由振动频率是潜艇静音性设计的一个重要指标。论文在经典圆柱壳多目标优化模型的基础上添加了频率约束条件。通过频率约束使结构振动与机械振动的频率错开,避开共振。采用NSGA-Ⅱ进行多目标优化求解,提出了基于所有子代获取Pareto解集,并与由最后一代得到的Pareto解集进行了比较。结果显示,基于所有子代的Pareto解集有一定优势。利用Pareto解集数据分析了频率约束对解的影响,这些分析可供实际工程设计参考。最后采用先聚类后评价的方法对基于所有子代的Pareto解集进行了评价优选。 展开更多
关键词 环肋圆柱壳 频率约束 多目标优化 聚类分析 TOPSIS
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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 被引量:3
13
作者 吕岩松 郭日修 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第8期892-897,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 极限分析 有限元法 缩减弹性模量 迭代计算 加肋轴对称组合壳
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加肋凹型锥-环-柱结合壳塑性极限分析 被引量:1
14
作者 吕岩松 尹江南 张二 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2019年第4期100-103,共4页
为探究加肋凹型锥-环-柱结合壳的塑性极限承载能力,首先通过有限元法分别对加肋凹型锥-柱结合壳和加肋凹型锥-环-柱结合壳进行了塑性极限分析,对比了结构的塑性极限载荷;然后,分析了加载过程中结构的力学行为,提出以极限载荷系数和塑性... 为探究加肋凹型锥-环-柱结合壳的塑性极限承载能力,首先通过有限元法分别对加肋凹型锥-柱结合壳和加肋凹型锥-环-柱结合壳进行了塑性极限分析,对比了结构的塑性极限载荷;然后,分析了加载过程中结构的力学行为,提出以极限载荷系数和塑性区扩展长度衡量局部进入塑性后,结构继续承载的能力;最后,指出了加肋凹型锥-环-柱结合壳结构形式的优越性,探讨了其强度标准,并通过一个精车模型试验对计算结果进行了初步验证。 展开更多
关键词 加肋凹型锥-环-柱结合壳 加肋凹型锥-柱结合壳 极限承载能力
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加肋凸型锥—环—柱结合壳模型试验研究 被引量:1
15
作者 吕岩松 吴梵 张二 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期448-454,共7页
加肋锥—环—柱结合壳是潜艇耐压艇体柱壳与锥壳连接的一种优越的结构形式,它能大幅度降低结合部的应力峰值。该文通过两个精车模型和三个大比例钢制焊接模型的静水外压试验,研究了加肋凸型锥—环—柱结合壳模型的应力分布和组合壳的极... 加肋锥—环—柱结合壳是潜艇耐压艇体柱壳与锥壳连接的一种优越的结构形式,它能大幅度降低结合部的应力峰值。该文通过两个精车模型和三个大比例钢制焊接模型的静水外压试验,研究了加肋凸型锥—环—柱结合壳模型的应力分布和组合壳的极限承载能力。通过对应力分布和模型破坏模式的分析,指出加肋凸型锥—环—柱结合壳的力学特性。 展开更多
关键词 加肋凸型锥-环-柱结合壳 应力 极限承载能力 破坏模式 试验研究
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加肋轴对称组合壳塑性极限分析专用软件LAFEMAT的研制 被引量:1
16
作者 吕岩松 郭日修 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2011年第4期60-63,69,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 加肋轴对称组合壳 塑性极限载荷 FORTRAN
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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 被引量:1
17
作者 吕岩松 郭日修 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期98-105,共8页
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... 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。 展开更多
关键词 缩减弹性模量 有限元法 加肋轴对称组合壳 弹塑性总体稳定性
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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 被引量:1
18
作者 吕岩松 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2014年第5期83-87,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 环肋轴对称组合壳 塑性极限载荷 调整弹性模量 有限元法
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加肋锥-环-柱结合壳应力峰值的计算方法 被引量:1
19
作者 吕岩松 《舰船科学技术》 北大核心 2014年第4期63-65,共3页
提出加肋锥-环-柱结合壳环壳块应力峰值的计算公式,并通过数值计算,拟合出公式中参数的计算曲线,为潜艇加肋锥-环-柱结合壳结构的初步设计提供方便快捷的计算方法。公式的计算结果与分区样条等参元方法的计算结果相对误差较小,可以在工... 提出加肋锥-环-柱结合壳环壳块应力峰值的计算公式,并通过数值计算,拟合出公式中参数的计算曲线,为潜艇加肋锥-环-柱结合壳结构的初步设计提供方便快捷的计算方法。公式的计算结果与分区样条等参元方法的计算结果相对误差较小,可以在工程中应用。 展开更多
关键词 加肋锥-环-柱结合壳 环壳块 应力峰值 计算方法
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凸型加筋锥柱结合壳深水爆炸失稳特性研究
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作者 龙仁荣 廖晨 +2 位作者 张庆明 汪海洋 刘博文 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期240-251,共12页
为研究凸型加筋锥柱结合壳结构在深水爆炸载荷作用下的动力学响应以及在此过程中伴随的失稳特性,采用ABAQUS有限元软件中的声固耦合算法开展了300~500 m水深条件下深水爆炸数值模拟研究,基于结构挠度变化的失稳判据,分析总结了加筋锥柱... 为研究凸型加筋锥柱结合壳结构在深水爆炸载荷作用下的动力学响应以及在此过程中伴随的失稳特性,采用ABAQUS有限元软件中的声固耦合算法开展了300~500 m水深条件下深水爆炸数值模拟研究,基于结构挠度变化的失稳判据,分析总结了加筋锥柱结合壳的失稳模式,获得了加筋锥柱结合壳临界失稳载荷和临界失稳挠度随水深和壳体结构参数的变化规律.结果表明,水深条件、壳体半径、壳体厚度以及结构锥角对结构稳定性有较大影响,而腹板厚度对结构的稳定性影响不大.在此基础上,运用量纲分析的方法结合模拟得到的临界失稳数据建立了结构在常见失稳模式下结构临界失稳判据的计算公式. 展开更多
关键词 加筋锥柱结合壳 深水爆炸 失稳特性
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