利用Galerkin方法分析了von-Karman型两邻边铰支两邻边夹紧正交各向异性矩形板.所设的位移函数为梁振动函数,它不仅能精确地满足边界条件,而且具有正交的特性,从而把复杂的非齐次非线性偏微分方程组化为一组非线性代数方程组.通过非线性方程组的线性化和可调节参数的修正迭代解法找出问题的解.实践证明,梁振动函数的收敛很快,只须取出级数的前几项即可满足精度要求.最后求出了不同复合材料的挠度和应力值.

为了对层合壳体结构进行准确和有效的分析,给出了适用于层合壳体结构分析的分片方法并采用Ritz法进行问题的求解.该方法首先将壳体结构进行分片处理,利用参数曲面来描述分片的壳体结构并将分片进行拚接.在此基础上,构造分片上的具有参数曲面特征的Ritz法的试解函数,并写出相应的泛函和控制方程.最后给出了数值算例,算例表明该方法准确可靠.

研究了密度梯度功能压电悬臂梁在轴向和横向均布荷载以及外加直流电压分别作用下的解析解.首先求得了悬臂梁在体积力呈非线性变化时相应问题的应力函数φ和电位移函数Ψ,进而求得梁中弹性场和电场的解析解.作为特例,同时还得到了常体力和无体力情况下悬臂梁的解答,并进行了讨论.

对碳纤维蜂窝夹层结构的动力学问题进行了深入分析.将碳纤维网格表面等效为正交异性薄板,铝蜂窝夹芯按蜂窝实际受力情况和尺寸大小等效为三维正交异性体,并考虑到为了防止失稳破坏而进行的蜂窝局部加密、碳纤维表板加厚及结构局部加强.所建模型经复杂结构有限元方法分析,结果和试验相吻合,表明等效模型是合理的,方法是正确的.

提出了三维四向整体编织复合材料壳体临界外压计算方法.给出了两个三维四向整体编织碳/环氧复合材料圆筒壳体临界外压的试验结果.计算结果与试验结果相符较好,提出的计算方法得到试验验证,可供设计计算使用.

利用弹性非保守系统自激振动的拟固有频率变分原理,推导出复合材料矩形板受非保守随从力作用的变分方程,进而导出此问题的有限元基本方程及求解临界力和固有频率的特征方程.用载荷增量法计算了在多种边界条件下不同边长比的复合材料矩形板在面内受随从力作用的临界载荷,分析了不同角铺设方向及两种材料组合板的临界载荷.计算结果表明,边界条件对层合板的动力稳定性有较大影响,复合材料层合板的角铺设方向对临界载荷有较大影响.

将各向异性设计引入层合阻尼结构中,从理论上分析了各向异性层合阻尼结构的阻尼特性及其控制机理,从而验证了建立约束阻尼层合结构各向异性优化设计新体系的可行性.文中衡量结构阻尼减振效果的重要指标是结构系统的损耗因子,采用半无限简支板为例,对各种铺层形式作了大量的计算;并以最大损耗因子为目标函数,以铺层角度、频率、厚度等为约束条件进行结构优化设计.分析研究表明,该结构内部柔性层对阻尼的影响要比应力耦合对其影响大得多;在高于基本模式的固有频率下,能显著地提高损耗因子.

基于薄板小挠度理论和Kelvin-Voigt黏弹性本构方程，建立了轴向运动黏弹性夹层板横向振动控制方程，研究了其横向振动特性。采用一阶和二阶Galerkin截断得到夹层板横向振动的特征方程，讨论了两种夹心层所占总厚度比率下轴向运动速度对其横向振动特性的影响。研究表明：在未超过临界速度前，无论一阶还是二阶截断，在定性描述系统特征上二者相同，但一阶截断不适合描述轴向运动速度超过临界速度的情形；对四边简支黏弹性夹层板，临界速度和发生耦合模态颤振的速度随着夹心层比率的减少逐渐增大。

纤维缠绕复合材料压力容器(COPV)由于其轻质高强及先漏后爆等特性在航空航天、路面交通和石油化工等领域得到广泛应用。基于纤维缠绕工艺的特点,提出了一种新型无焊缝连接金属内衬COPV结构及其制备工艺。并通过缠绕工艺及在封头直边设置密封槽,解决了内衬的封头与筒体之间的连续性和密封性问题。基于该结构的特点,一种辅助成型工装被发明,成功实现了这种新型内衬结构的缠绕成型问题。之后,通过液压试验验证了该结构的可行性,该新型容器能够承受110 MPa的爆破设计压力。进一步对容器剖面进行宏观分析,获得了该结构的三种损伤模式。最后,基于Chang-Chang失效准则及层间内聚力失效模型,通过编写用户子程序VUMAT建立了该新型结构的有限元计算模型,确定了分层损伤为该结构的主要损伤模式及位于封头与筒身过渡区的纤维拉伸断裂为该结构的主要...

碳纤维增强复合材料(CFRP)具有抗热冲击、抗拉强度高、耐腐蚀等优点,已广泛应用在机器人、航空航天、工程装备及其他领域,用CFRP来制备液压缸能够大幅度提升液压系统的轻量化的水平,帮助系统降低能耗。本文从复合材料缸筒、活塞和活塞杆、成型工艺、密封润滑和发展趋势五个方面综述了CFRP液压缸的发展现状,介绍缸筒和活塞中金属与复合材料之间的联接方法及多材料设计的参考准则,并对手糊式、缠绕式、拉挤式、树脂传递模型成型等加工工艺进行介绍,然后讨论了CFRP液压缸存在的密封、摩擦、动态响应等问题,最后从涂层、加工、后处理给出了碳纤维液压缸的发展趋势。