弹性圆柱壳受迫振动稳态响应的辛分析方法

为从理论上揭示弹性圆柱壳受迫振动稳态响应规律,基于经典的Reissner薄壳理论,推导哈密顿体系框架下的弹性圆柱壳受迫振动方程,采用辛解析方法进行求解.将薄壁圆柱壳的固有频率和振型问题归结为哈密顿体系下的辛本征值和辛本征解问题,进一步将其受迫振动稳态响应的求解转化为代数方程组的求解,从而得到受迫振动问题的解析解表达式.研究结果表明:圆柱壳受迫振动的幅值与激励载荷、材料、几何参数有关.通过对比验证辛分析方法的有效性和准确性.研究结论可为圆柱壳结构的工程应用提供理论依据.

基于表面纳米化新型吸能结构的设计方法

根据局部表面纳米化诱导薄壁管结构的屈曲模态和后屈曲路径方法,提出一种新的吸能结构设计方法。通过优化局部表面纳米化的区域的形状、尺寸和孪晶间距等,实现控制屈曲模式的发展,提高结构的能量吸收和降低最大冲击载荷的目标。结果表明,经优化的局部表面纳米化,不仅可诱导和控制薄壁管稳定渐进紧凑的屈曲模态,而且可以大幅提高薄壁管的吸能效果以及保持原结构的外形。同时也为类似的问题提供一条研究思路。

基于局部表面纳米化薄板的抗屈曲优化设计

提出一种新的局部表面纳米化薄板抗屈曲设计思路。利用局部表面纳米化技术改变板结构关键部位的力学性能,建立圆板的径向扇形间隔纳米化模型,环向条带环状间隔纳米化模型和片状布局纳米化模型。采用优化设计方法,对圆板抗屈曲问题进行数值模拟。结果表明,经局部表面纳米化的薄板可显著提高屈曲临界载荷。这种方法为薄板结构的抗屈曲工程设计提供了依据。

阶梯圆柱壳屈曲问题的哈密顿方法

为研究工程中常见阶梯圆柱壳结构的屈曲行为,利用对偶变量关系建立了哈密顿体系下的屈曲模型.基于阶梯区域的连续性条件及端部条件,将圆柱壳临界载荷和屈曲模态归结为哈密顿体系下的广义辛本征值和辛本征解表述.利用该模型研究了阶梯区域的深度、宽度和中心位置对圆柱壳临界荷载和屈曲模态的影响.研究结果表明:临界荷载和屈曲模态对阶梯区域的深度和宽度较为敏感,当阶梯区域尺寸大于一定程度后,壳体会发生局部屈曲现象.该研究方法具有显式和简捷的特点,可为阶梯圆柱壳的精确屈曲评估提供理论依据.