纯弯曲作用下加筋薄板的稳定性分析

纯弯曲作用下的薄板在起重机械的结构中应用广泛.应用纯弯曲状态下的薄板屈曲理论分析方法和数值分析方法,分析了加筋肋以及加筋肋位置对板件屈曲的影响.     

一般边界条件下矩形薄板振动声辐射特性分析

基于改进傅立叶级数方法,将矩形板振型函数表示为包含正弦三角级数的改进傅立叶级数,从而有效地克服结构在边界处存在的不连续性,建立了一般边界条件下矩形薄板结构振动声辐射的分析方法,并对薄板结构的振动声辐射特性进行了研究。文中还建立了薄板结构的位移容许函数,然后基于最小势能原理求解了系统的Lagrange函数,最后利用Rayleigh-Ritz法对方程求解从而获得薄板自由振动的模态信息;在此基础上,基于Rayleigh积分公式推导出了薄板振动、辐射声压和声功率的表达式,研究了结构特性参数及边界条件对薄板振动声辐射的影响,通过有限元软件和参考文献的比对分析,验证了改进方法的正确性和有效性。     

任意边界条件下正交各向异性薄板自由振动特性分析

  目的  为了快速寻找到甲板结构在轮印载荷下的最危险工况,  方法  针对任意边界条件下多跨梁弯曲问题,首先利用改进的傅里叶级数方法（IFSM）描述多跨梁的位移函数,列出位移函数需满足的边界方程,并求解得到级数中各系数间的关系式;然后,基于哈密顿原理得到能量控制方程,采用伽辽金方法求解出满足边界条件的梁结构位移函数,通过算例,与有限元结果进行对比,验证此方法的正确性;最后,将该方法应用于轮印载荷下多跨梁最危险工况的计算中。  结果  结果表明,所用方法的计算结果与有限元结果的误差小于0.05%,具有很好的精度。  结论  相比有限元法,所用方法求解多跨梁最危险工况的速度得到极大提高,同时结合遗传算法,可获得更为精确的轮印载荷最危险工况的作用位置。     

圆形薄板在任意弹性边界条件下的自由振动分析

采用改进的 Fourier-Bessel 级数方法和 Rayleigh-Ritz 法对任意弹性边界条件下的圆形薄板进行自由振动分析。通过将圆板的位移函数表示为 Fourier-Bessel 级数和辅助级数的组合,有效地解决了位移函数在边界处的不连续性问题。最后,应用 Rayleigh-Ritz 法建立了圆板自由振动的矩阵方程,所有振动参数可以通过求解矩阵方程得到。方程特征值对应着圆板振动的固有频率,特征向量对应着圆板振动的振型模态。通过数值仿真计算结果与文献、有限元结果对比,证明了该方法的正确性。     

含初始挠度加筋板的稳定性分析

为了确定初始挠度变形对加筋板稳定性的影响作用,根据实际情况假设初始挠度为双三角级数形式,利用Ansys计算分析了整体初始挠度的幅值与半波数对弹性失稳压力的影响,并得到初始挠度对加筋板稳定性的影响因子计算方法.计算结果分析表明,随着初始挠度的幅值和半波数的增加,加筋板弹性失稳压力逐渐减小;对于含有某种初始挠度的加筋板,其影响因子主要受加筋板的厚度和加强筋间距的影响,而加筋板长宽比的影响较小,可以忽略.     

含初始挠度加筋板的稳定性分析

为了确定初始挠度变形对加筋板稳定性的影响作用,根据实际情况假设初始挠度为双三角级数形式,利用Ansys计算分析了整体初始挠度的幅值与半波数对弹性失稳压力的影响,并得到初始挠度对加筋板稳定性的影响因子计算方法。计算结果分析表明,随着初始挠度的幅值和半波数的增加,加筋板弹性失稳压力逐渐减小;对于含有某种初始挠度的加筋板,其影响因子主要受加筋板的厚度和加强筋间距的影响,而加筋板长宽比的影响较小,可以忽略。     

大挠度板抗冲击特性分析

为了探究大挠度板在爆炸载荷下的抗冲击特性,文中采用ANSYS／LS—DYNA对其进行了数值研究。一方面通过对单层板和三层板进行抗冲击性能分析对比,得到了冲击载荷对单层板和多层板结构的影响;另一方面,通过直板、小曲率板和大曲率板三种模型的抗冲击性能计算,分析得到曲率对板结构抗冲击性能的影响。两类模型主要从位移响应,应变及吸能三个方面进行了评价,分析结果可为大挠度板结构抗冲击设计提供参考。     

加筋板大挠度弯曲变形分析

提出了一种加筋板大挠度弯曲的新解法,此方法将离散的梁与板结合起来建立一个统一的控制方程。然后引入板、板长方向和板宽方向加筋三个不同的应力函数,通过δ函数将加筋应力场离散,根据加筋板的平衡方程和变形协调条件,推导出加筋板的Von-Karman方程。运用加权残值法,可以解出不同边界条件下的加筋板大挠度问题。最后还给出了几个计算实例。     

水下直升机运动稳定性分析

文章分析一种新型超机动飞碟形的自主式潜水器—水下直升机的运动稳定性,以实现其在海底复杂的作业任务。采用AYASYS-CFX计算流体力学的仿真模拟技术,分析飞碟形的水下直升机在水平面的机动性和垂直面的运动稳定性等水动力关键技术问题。采用多种数值水池模拟的方法,包括直(斜)航运动和圆池旋臂运动等模拟方法,以计算水下直升机的水动力的稳定性导数、水动力(矩)、随攻角变化的压力中心和阻升比等。在设计航速1 kn的情况下,采用Routh线性水动力导数组成的运动稳定性数学模型,分析其水平及垂直面上的运动稳定性。计算结果说明,水下直升机在水平面上回转运动具有战术直径接近零的超机动能力,同时,在垂直面上具有优于传统鱼雷形潜水器的运动稳定性。     

运动稳定性的灵敏度分析研究

本文在研究和推导鱼雷纵向运动的特征方程基础上,对某型鱼雷的运动稳定性进行了分析;并在此基础上研究了鱼雷运动稳定性的灵敏度,提出了一种分析鱼雷运动稳定性的计算方法--特征根的灵敏度计算法,并且在文中给出了算例.     

加环肋圆筒形薄壳在静水外压下的总体大挠度塑性稳定性及初挠度对其影响

本文将加环肋圆筒形薄壳按Flugge方法视为正交异性壳,把流动理论和变形理论化成类似形式,用能量法讨论了加环肋圆筒形薄壳在静水外压下的总体大挠度塑性稳定性和初挠度对其临界压力的影响。给出了临界荷重计算方法。进行了数字计算。理论计算值和试验结果吻合较好。     

中心典型形状开口的矩形薄板自由振动特性分析

[目的]工程中存在着大量的开口结构,对开口板的振动特性进行研究具有重要意义。[方法]通过引入改进的傅里叶级数模拟开口矩形板的位移容许函数,并采用位移弹簧和转角弹簧模拟任意边界条件。在求解整体能量泛函时,将开口部分的动能与应变能减去,基于Rayleigh-Ritz法构造结构的拉格朗日能量泛函,并对傅里叶级数中的未知系数进行变分求极值,将原先的振动问题转化成求解特征值方程的问题。最后,研究不同开口形状及开口大小对矩形板自由振动的影响。[结果]经与有限元软件ANSYS的计算结果的对比,表明采用的方法准确可靠,[结论]所做研究可为实际工程提供参考。     

单侧触水复杂形状薄板的自由振动特性分析

[目的]旨在研究单侧触水弹性边界下复杂形状薄板的自由振动特性。[方法]选取包络复杂形状薄板域的矩形域并将薄板位移用矩形域内的改进傅里叶级数表示,结合Rayleigh积分建立表面声压和薄板位移的关系,并将积分式转换到局部极坐标中以避免奇异性,针对局部极坐标中该变限积分中的边界曲线难以获得显式表达式的问题,用“以直代曲”的方式处理结构边界曲线以简化Rayleigh积分,基于能量原理建立了分析单侧触水复杂形状薄板自由振动特性的半解析方法。[结果]给出了单侧触水矩形薄板、圆形薄板和一些复杂形状薄板的算例,与有限元及文献结果对比验证了该方法的收敛性和准确性,并讨论了弹性边界对薄板附加虚拟质量增量因子（added virtual mass incremental, AVMI）的影响规律,各阶AVMI因子在边界位移弹簧无量纲化刚度为103附近出现最大值,此时结构受流体影响相对最大。[结论]该方法适应性较强,计算效率较高,揭示了流体中复杂形状薄板的自由振动规律,具有一定的工程指导意义。     

潜艇水下高速运动稳定性分析

应用非线性系统运动稳定性理论和同伦算法,分析潜艇水下高速直航的运动稳定性,并通过其非线性运动方程数值积分的动态仿真进行验证,仿真试验表明稳定性分析结果正确。从而说明本文提出的采用非线性系统运动稳定性理论和同伦算法来分析潜艇水下高速机动的运动稳定性方法有效。     

加筋板非线性振动及稳定性分析

研究了加筋板的几何非线性振动及稳定性问题。运用Hamilton能量变分原理，得到在给出受面内周期载荷下，加筋板的非线性振动控制方程，采用了伽辽金方法离散，得到类似多自由度系统的非线性，并根据Bolotin方法分析了完善板在平凡解时的稳定性，运用数值方法求解了非线性方程组的周期解，并给出了不同参数下的频响曲线。     

电机转了参数振动的稳定性分析

在工程中,两极电机转子等具有矩形截面的轴,由于不同方向上的弯曲刚度不同而引振动,即使激振频率远离系统的自然频率,也可能产生较大响应而造成破坏,这就是参数共振。所以,研究参数激励系统的稳定性及其稳定区域（范围）是很重要的。本文以非对称刚度转子和实际电机转子截面轴转动时的弯曲振动为例,用Floquet理论研究其振动稳定范围。     

海洋悬空管道非线性振动稳定性分析

以海洋悬空管线为研究对象,根据海洋悬空管道的主要特征,将海洋悬空管道简化为两端简支梁力学模型．涡激升力简化为简谐荷载。在考虑管道非线性因素下,建立悬空管道的横向振动方程,并采用谐波平衡法对方程求解。可得出洋流涡激作用下海洋悬空管道横向振动失稳的双尖点突变模型,由此导出悬空管道失稳条件。根据失稳条件分析发现．海洋悬空管长度对稳定性影响起主导作用,并在假定其他条件不变的情况下,分析影响悬空管道稳定性的因素和悬空段临界长度之间的关系。分析结果表明：随着外流流速、管内流流速、管内压强的增加,悬空管道的临界长度减小：随着材料弹性模量、管外直径的增大．悬空段的临界长度增加：其他影响因素相比较而言可以忽略．     

四边固定支承矩形薄板振动分析的有限积分变换法

利用双重有限余弦积分变换的方法推导出了四边固定支承条件下,矩形薄板的固有频率和振型的解析解表达式.由于在求解过程中不需要事先人为地选取挠度函数,而是从弹性薄板的基本振动方程出发,直接利用数学的方法求出可以完全满足四边固定支承的边界条件,弹性矩形薄板的固有频率和振型解析解,使得问题的求解更加合理化.最后,还给出了计算实例来验证文中所采用的方法以及所推导出的公式的正确性.     

大圆筒结构稳定性分析

本文研究探讨了大圆筒在结构临界状态下内外土压力的分布模式，建立了大圆筒的抗倾稳定条件。结合工程实例分析，得到结论：结构失稳时绕轴线上某点转动；转动点以上筒前土体和转动点以下筒后土体的抗力形成的抗倾力矩是总抗倾力矩的主要部分；加大筒体的沉人深度以及提高回填土的强度是有效的工程措施。     

考虑大挠度影响的球形壳强度与变形分析

球形壳结构在耐压容器与潜艇耐压壳体设计中被大量使用。本文基于幂级数法建立了一种静水压力下考虑大挠度影响的球形壳强度与变形的分析方法。算例表明,本文提供的理论方法与有限元数值方法计算结果相当吻合,算例同时也表明大挠度对球形壳强度与变形有一定的影响。本文方法可以推广到轴对称压力作用下组合壳结构强度分析。