夹层梁总体屈曲及皱曲的有限元计算
皱曲是夹层结构的一种短波屈曲模式,通常发生于夹心较厚或夹心刚度较低的情况。由于模型规模的限制,在常规有限元建模时通常将夹层板模拟为二维板单元,这种方法忽略了面板和夹心在厚度方向上的相互作用,无法计算出皱曲模式。针对上述问题,本文首先介绍了一个计算夹层结构总体屈曲和皱曲的统一理论,并将此理论的计算结果作为理论解。为了同时计算总体屈曲和皱曲,本文利用MSC.Patran/Nastran有限元软件,建立夹层梁和夹层板的二维截面细节模型,分析了两种不同结构夹层梁的控制屈曲模式,并与理论解进行比较。最后讨论了当夹层板面板为复合材料时,铺层角度对屈曲载荷的影响,并与常规建模方式进行了对比。通过对结果的分析,给出了对夹层结构屈曲及皱曲分析的几点参考。
轴向流中悬臂圆柱体稳定性的实验研究
用实验方法研究了悬臂圆柱体在轴向流作用下的屈曲问题。对实验管道在几种不同的平均流速下做了多次重复实验,获得了第一振型屈曲参数相关实验数据。实验结果表明:当平均流速达到一定值时,悬臂圆柱体会发生第一阶屈曲;流速越大,发生屈曲变形也越大;继续增大流速时,发生颤振失稳;当流速小于一定值时,不发生屈曲。实验结果与理论分析结果基本一致。对可能引起定量误差的原因进行了较详细的分析。
U型波纹管及相关结构环向屈曲的有限元分析(Ⅰ)——-基本方程及环板的屈曲
U型波纹管是现代管道系统中最常见的一种位移补偿器,它由环板和具有正、负GaUss曲率的半圆环壳组成,在管道所传输的介质的压力作用下会发生屈曲.其中环向屈曲最为复杂,精确的理论分析非常困难,有限元分析也不多见.作者在分析前人工作的基础上,以圆环壳段为单元(特定的旋转壳段单元,能自动退化成环板单元),限于弹性范围和线性化特征值问题,对介质压力作用下U型波纹管及其相关结构(圆环板、圆环壳、半圆环壳)的环向屈曲问题进行了分析.考虑了结构屈曲前的弯曲,计及压力的二次势能,导出的应力刚度矩阵和载荷刚度矩阵是非对称的.全部工作分为三部分:(Ⅰ) 基本方程,环板的屈曲;(Ⅱ) 圆环壳、半圆环壳的屈曲;(Ⅲ) 波纹管平面失稳的机理.本文为第一部分,除推导公式外,对不同边界和不同内外径之比的环板在径向均匀压力作用下的环向屈曲进行了...
空间充气支撑管的轴压屈曲分析
将用于空间的Kapton—AI—Kapton充气展开支撑管视为圆柱薄壳,将其初始折痕、褶皱作为初始几何缺陷,采用奇异摄动法研究初始几何缺陷对屈曲荷载和后屈曲平衡路径的影响。结果表明,初始几何缺陷降低了充气支撑管的屈曲载荷,但不同的几何参数与屈曲模态下,充气支撑管对缺陷的敏感度是不同的。
分层损伤复合材料加筋层合板屈曲和后屈曲性态研究
基于板的一阶剪切理论和Von-Karman大挠度理论,提出了含嵌入分层的复合材料加筋层合板在受压缩荷载作用下的前、后屈曲分析的有限元方法,并推导了相应的有限元列式,分析中还考虑了分层前缘的闭合接触效应. 通过典型算例,研究了复合材料加筋层合板的屈曲和后屈曲性态与加强筋的分布、分层形状、分层位置及分层大小等因素的关系.
含环向贯穿脱层的轴压圆柱层壳屈曲分析:I——基本方程与定解条件
复合材料层合圆柱壳是一种常用的承载结构,在其制造、运输和使用过程中可能会出现脱层,这将影响圆柱壳的承载能力,因此,建立正确的分析模型来研究脱层壳的承载能力是非常有必要的。首先将含任意位置环向贯穿脱层的轴压圆柱壳分成多段子壳,用厚度的三次多项式和环向的三角级数模拟脱层壳屈曲时子壳的轴向和环向位移;然后利用变分原理导出了脱层壳的屈曲方程和定解条件;最后,将控制方程和定解条件写成状态空间形式并在轴向用状态空间方法进行求解。
基于充气梁理论的充气桁架屈曲行为分析
为了研究在空间充气展开结构中作为承力结构的充气桁架的屈曲行为,利用充气梁理论建立了充气桁架的屈曲分析模型,重点分析了屈曲模态特性及充气桁架主要结构参数对屈曲行为的影响.分析结果表明,径向载荷个数和压强对屈曲行为的影响很小,屈曲载荷受横截面半径的影响很大.为充气桁架结构的设计优化提供依据.
含脱层层合简支梁屈曲问题的弹性力学解
基于二维弹性力学理论,该文采用配点法研究轴向荷载作用下,含脱层复合材料层合简支梁的屈曲问题。首先,将层合梁沿层间界面切开,由弹性力学位移法,建立各单层梁的屈曲微分方程,分别求得各层梁的弹性力学解。其次,采用配点法将梁长等分,在层间界面上取与级数项数相等的点,将各匹配点处的界面方程与梁上下表面的边界方程联合求解,得到其屈曲临界载荷及屈曲形态。算例分析了脱层尺寸、脱层位置对层合简支梁屈曲性能的影响。将本文结果与梁理论结果进行了比较,对于细梁显示出很好的一致性,但对于粗梁,该文的弹性力学解要比梁理论解精确得多。
高强钢板在设计中的应用以及结构设计时注意事项
高强钢板在设计中的应用越来越普遍,使用高强钢板可以替代较厚的普通钢板。文中主要介绍了高强钢板的性能以及在结构设计中的应用和设计中应注意的问题。
垂直井与水平井钻柱屈曲数学模型优化
对钻柱在井眼内的受力情况进行了分析,得到钻柱在井下的几种屈曲形式。同时对国内外利用能量法推导的垂直井与水平井钻柱屈曲数学模型进行分析对比,分别考虑井眼中在内外流体压力作用下钻柱单位长度重量及钻柱与井壁的摩擦系数,推导出更适用于现场垂直井和水平井钻柱临界屈曲载荷的正弦屈曲临界载荷与螺旋屈曲临界载荷的新数学模型。通过屈曲载荷新数学模型的建立,为现场预测钻柱稳定性提供了可靠的理论依据。












