薄壁扁球壳在撞击载荷下的动态响应和吸能特性研究

对薄壁扁球壳结构撞击刚性板的动态响应和吸能特性进行了研究。通过不同材料特性和撞击速度下半径R与厚度t比值较大(R/t>250)的扁球壳与刚性板的撞击试验,分析了此类球壳结构的动态响应和吸能特性。以能量守恒为基础,结合大变形薄壳理论和塑性铰方法,建立了撞击力与变形关系、撞击初速度与最大压缩位移的理论分析模型。通过理论计算和试验结果的对比,验证了理论分析模型的正确性,可以满足工程分析的需要。

轴对称横观各向同性浅球壳受物体撞击的非线性动力响应分析

基于非线性扁壳理论和弹性接触力学,建立了横观各向同性浅球壳在其顶部受集中载荷作用的非线性运动微分方程,根据Hertz定律,考虑撞击物与浅球壳之间的弹性接触效应,确定了壳体顶部所承受的冲击力,它与撞击物的质量、初始速度、壳体的几何和物理性质等因素相关。对此非线性动力问题,采用正交配点法与时间增量法求解。算例中,讨论了撞击物的冲击速度、壳体的厚度及中曲面曲率半径对壳体所受冲击载荷及其位移响应的影响。

低速冲击下含损伤层合中厚浅球壳的非线性动力响应分析

基于中厚壳几何非线性理论和损伤理论,采用应变描述的失效准则,导出了层合浅球壳含基体损伤和纤维-基体剪切损伤的损伤本构关系,建立了低速冲击下轴对称正交对称铺设层合中厚浅球壳的非线性运动控制方程。对未知函数在空间域采用正交配置法离散,时间域采用Newmark-β方法离散,对整个问题进行迭代求解。数值结果表明,损伤、冲击物的初速度以及结构的几何参数都在不同程度上影响着低速冲击下结构所受的冲击载荷和结构的非线性动力响应。

层合中厚浅球壳受撞击时的非线性动力响应分析

建立了正交铺设层合中厚浅球壳在任一位置受撞击载荷作用的非线性运动微分方程,根据Hertzian定律,考虑撞击物与浅球壳之间的弹性接触效应,确定了壳体在其接触处所承受的冲击力。对此非线性动力问题,采用有限差分法与时间增量法求解。算例中,讨论了撞击物的速度、壳体中曲面曲率半径及接触点位置对壳体所受冲击载荷及其位移响应的影响。