波纹截面环形耐压壳设计与分析

在圆截面环形耐压壳基础上,提出一种新型波纹截面环形耐压壳。通过耐压壳体极限强度非线性分析方法,研究波纹数对波纹截面环形耐压壳屈曲载荷的影响规律,优选出一种波纹截面环形耐压壳,并与圆环壳进行对比分析。结果表明,随着波纹数的增加,波纹截面环形耐压壳的屈曲载荷大幅度提高,当波纹数增加到12时,波纹截面环形耐压壳承载能力高达圆截面环形耐压壳的98%,但波纹结构的制造难度和成本大幅度降低。本文研究可为深海空间站的创新设计提供参考。     

静水压作用下半圆环壳加固圆柱壳的弯曲解

本文根据Ｂ．Ｂ．诺沃日洛夫薄壳理论，采用幂级数法求解静水压作用下半圆环壳轴对称弯曲问题。圆柱壳采用富氏级数解，半圆环壳与圆柱壳在连接处满足连续条件，得到了半圆环壳加固圆柱壳在静水压作用下的轴对称弯曲解，并与实验结果进行了对比，理论计算值与试验结果吻合。     

复合材料剪切圆柱壳在轴压下的屈曲与后屈曲

给出了非对称正交铺层剪切圆柱壳广义Donnell型大挠度方程,并运用位移型摄动技术构造出该圆柱壳在轴压作用下的后屈曲渐近级数解.为保证边值问题摄动解的一致性,本文研究了边界效应对中短圆柱壳的影响,亦即运用奇异摄动技术详细分析了该圆柱壳端部边界层方程和奇异摄动解.并讨论了横向剪切变形、Batdorf数、弹性模量比和初始几何缺陷对圆柱壳屈曲与后屈曲性态的影响.比较显示,横向剪切变形对圆柱壳的屈曲与后屈曲有重要影响.     

龟型耐压壳设计及屈曲数值分析

以海龟外壳为生物原型,以长江水域为应用场景,研究耐压壳设计及屈曲行为.首先,优选壳体函数,设计龟型耐压壳结构;其次,基于等屈曲原则对耐压壳进行变厚设计,建立壳体厚度表达式,并研究厚度变化规律;最后,建立等厚龟型耐压壳模型,并基于数值法,对该结构进行屈曲研究,分析耐压壳的薄弱区域.结果表明:对于椭球壳部分,无论椭圆率在哪...     

带纵筋双层圆柱壳弹性屈曲

本文用相邻平衡法建立了均匀外压下的纵横加强圆柱壳平衡方程,提出了求解板格屈曲和肋间壳板屈曲理论临界压力的高精度解法,它能退化到不带纵筋和圆柱壳和单层壳,并提出了板格失稳和肋间壳板失稳工程简化计算公式,故具有较高的精度和广泛的适用性。     

加肋圆柱壳在外压作用下的屈曲和后屈曲

本文讨论了完善和非完善,环向加肋和正交加肋圆柱壳在侧向外压和静水外压作用下的屈曲和后屈曲性态。将文献〔1〕提供的圆柱薄壳屈曲的边界层理论及其分析方法推广刭加肋圆柱壳,给出了多种计算结果。并讨论了肋骨与壳板材料不同时,对外压加肋圆柱壳屈曲和后屈曲性态的影响。     

一种新型深潜器耐压壳的非线性屈曲计算

纵环加筋圆柱形耐压壳作为一种新型的耐压壳结构,之前对它的屈曲研究大多是基于线弹性理论的屈曲模态和极限承载力计算。由于没有考虑几何和材料非线性,计算值同实验值相差较大,要结合实验对计算结果进行修正。本文将非线性屈曲问题转变为线性静力学问题求解,对纵环加筋圆柱形耐压壳进行了非线性屈曲计算。具体数值计算工作使用专业计算软件完成。非线性屈曲计算结果在屈曲模态上与实验吻合,说明采用的计算方法是合理的。本文对具有不同程度初始缺陷的耐压壳进行了数值计算,证实初始缺陷越大承载能力越低。文中的计算方法和结论可为深潜器耐压壳的设计提供参考。     

特征载荷下海工管状结构屈曲临界载荷分析

圆柱形管状结构在海洋工程领域中应用较多,在进行结构设计时,需重点关注其侧向受载时的屈曲强度问题。通过理论分析和数值模拟,对比研究径向线性载荷变化下圆柱壳的屈曲行为,以经典的Donnell壳体理论为基础,得到圆柱壳的屈曲控制方程,并通过本征值分析方法得到结构屈曲的临界条件。采用有限元软件ABAQUS对线性变化径压下圆柱壳的屈曲进行数值仿真。分析得出径厚比是径向线性分布载荷下圆柱壳屈曲临界载荷的主要影响因素,三角形径压下屈曲临界载荷值约为均布径压下屈曲临界载荷值的2倍。     

带框架肋骨的环肋圆柱壳的总体弹性屈曲

求解带肋圆柱壳屈曲压力的方法有很多,至今为止大部分人都把目光集中到了以电能量法来求解,因为用其它方法计算加强圆柱壳的屈曲压力是非常困难的.解决大圆柱壳大分舱结构的一个关键问题是求解带框架肋骨的环肋圆柱壳的总体屈曲.为此,提出一种计算带框架肋骨的环肋大圆柱壳总体弹性屈曲能量的方法.     

轴压柱形壳非线性屈曲试验与理论研究

本文研究了轴压不锈钢柱形壳的非线性屈曲行为.通过轴向压缩试验,获得柱壳的载荷位移曲线、失稳载荷、最终失稳模式;在此基础上,采用弧长法对试验壳体进行非线性屈曲计算,分析平衡曲线、临界载荷、临界屈曲和后屈曲模式等非线性屈曲行为,并与试验结果作对比研究.结果表明:在柱形壳受轴压而发生弹塑性屈曲时,端部长度缺陷会在轴压初期降低柱形壳的承载力从而影响临界屈曲载荷,且高度越小时,柱形壳越容易在两端发生形变.但是总体来看,发生塑性屈曲时,端部长度缺陷对临界载荷影响很小.     

海底管道屈曲传播及止屈试验技术研究综述

海底管道屈曲传播机理极其复杂,涉及到弹塑性稳定后屈曲问题,现有屈曲传播理论尚处于探索阶段,须通过大量的试验进行研究。本文概述了国内外海底管道屈曲传播理论研究发展历程,着重介绍了国外在海底管道屈曲传播与止屈试验技术方面的研究,总结和评述了国外相关试验装置的特点,探讨屈曲传播压力、传播速度、止屈效率等关键因素的试验测定方法,并指明了管道屈曲传播与止屈试验向全比例、多载荷、动态化发展的研究方向,为海底管道屈曲传播及止屈试验设计提供指导。     

加筋板格屈曲及极限强度分析

加筋板格是船体结构的主要组成部分,是船体最常用的结构单元。本文在消化相关文献后,作了一些修正和改进工作,提出了一套用于计算加筋板格屈曲及极限强度的方法,并开发了相应的计算软件。通过与试验及有限元计算结果的比较,考核了本方法的计算精度,证明了该方法完全可用于船体板架的工程设计计算。     

大深度潜水器耐压壳体弹塑性稳定性简易计算方法

通过在耐壳弹性屈密塞斯（Mises)公式中引入非弹性段的材料弹性模量,从而计及了材料弹性模量与应力之间的非线性关系,考虑了材料非弹性影响。通过对材料拉伸试验曲线进行回归分析,得到了材料切线弹性模量的近似表达式,同时采用外径取代平均直径,致使本文的方法在预测中厚壳的屈曲压力时具有较好的精度,本文给出了潜水器耐压壳体屈曲压力的简易计算方法和计算公式。经试验验证,该方法简易准确,可供初步设计时使用。     

Compressive tests on short continuous panels

Results of eight tests on stiffened panels under axial compression until collapse and beyond are presented. The tests consider panels with different combinations of mechanical material properties and geometric configurations for the stiffeners including the use of ‘U’-shaped stiffeners. The specimens are three bay panels with associated plate made of high tensile steel S690. Four different configurations are considered for the stiffeners that are made of mild or high tensile steel for bar stiffeners and mild steel for ‘L’ and ‘U’ stiffeners. The influence of the stiffener's geometry on the ultimate strength of the stiffened panels under compression is analyzed.     

船舶结构屈曲失效分析中的主,客观不确定性的确定方法

根据船舶结构屈曲承载能力可靠性分析的需要，提出了一种客观不确定性系数的确定方法。该方法极其简单，而且具有泰勒级数展开法的精度，并能降低罗森布鲁斯法的计算量。在基本随机变量参数已提供的前提下，可以很方便地获得屈曲承载能力的统计特征值。本文还提出了两种主观不确定性系数的确定方法：一种为用于若干不同结构试验，但具有相同计算方法的“直接确定法”；另一种为用于若干相同结构试验，但具有同一计算特征值的“间接确定法”。文章还根据22只试验结果，采用两种计算方法[2][3]，用“直接确定法”提供了两种主观不确定性系数的均值和变异系数。本文还提供了一种方法，根据主观不确定性的两个参数，可对计算方法进行评价。     

An expeditious algebraic formulation to the buckling critical load of risers under dynamic compression

Dynamic compression of risers can play an important role in the structural stability of submerged pipes in catenary-like configuration. In this paper, the analytical formulation for the buckling critical load, developed in the early 2000's, is revisited and extended to cover a wider range of practical cases. A purely algebraic expression for the critical load is provided, eliminating the original formulation requirement related to solving transcendental equations, for both free and anchored risers. The analytic formulations and respective algebraic approximations are compared with numerical simulations, presenting a fairly good agreement. A discussion on the differences and similarities of each formulation ends this paper, highlighting their range of validity. Also, from the comparison, the analytical formulation developed in this work was more suitable for precise and fast determination of the critical buckling load for both riser types, rigid and flexible, and for most typical operating conditions. The proposed algebraic expressions were highly accurate and may substitute the previous analytical formulations for critical load prediction.     

Influence of boundary conditions on the collapse behaviour of stiffened panels under combined loads

A series of finite element analyses are conducted to investigate the influence of boundary conditions and geometry of the model on the predicted collapse behaviour of stiffened panels. Periodic and symmetric boundary conditions in the longitudinal direction are used to calculate the ultimate strength of stiffened panels under combined biaxial thrust and lateral pressure. The calculated ultimate strength of stiffened panels are compared with those by different FEM (finite element method) code and are assessed. The periodic boundary condition in the longitudinal direction for two spans or bays model provides an appropriate modelling to a continuous stiffened panel and can consider both odd and even number of half waves and thus, is considered to introduce the smaller model uncertainty for the analysis of a continuous stiffened panel.     

桶型基础在负压作用下的屈曲分析

桶型基础是一种新型的基础结构形式 ,它采用短粗圆柱薄壳结构 ,利用负压原理安装 ,当基础非常接近海床时 ,裙端在横向没有约束 ,在静水压力作用下极易产生屈曲 ,是结构最危险的状态。本文将此时的结构简化为一端固定 ,一端自由的圆柱薄壳 ,采用经典线性屈曲理论 ,通过选取轴向梁函数与周向三角形函数的组合作为屈曲挠度函数 ,得到了桶型基础在一端固定 ,另一端自由边界条件下的线弹性屈曲的解析解。同时采用工程实例进行计算 ,并与有限元计算进行了对比 ,获得了比较满意的结果。根据本文的理论方法编制的程序简单明了 ,计算方便 ,非常适合于实际工程中的预算和评估。     

实肋板式耐压液舱结构计算方法研究

应用弹性力学经典理论和求解环肋柱壳的传统方法,将耐压液舱结构的几种结构形式综合成统一的力学模型,进行整体求解,获得各应力解析表达式;提出了液舱区耐压船体壳板极限承载能力及波舱壳板失稳压力的计算方法。力学模型清晰合理,求解简便,计算结果符合实际,可应用于工程设计。     

纵环加筋圆柱薄壳的塑性屈曲试验与分析

本文进行了纵环加筋圆柱薄壳在均布外压作用下的屈曲试验和分析研究。采用塑性形变理论和Misos屈服准则，在能量原理基础上导出了壳体简明的屈曲分析公式。给出了四个铝合金模型的屈曲破坏试验结果，描述了模型的破坏特征和破坏过程。试验及数值分析结果表明，在一定参数范围内，壳体将发生总体塑性屈曲破坏，且破坏表现为一个过程，局部屈曲将影响到总体屈曲临界压力。本文提供的总体屈曲简明分析方法具有较好的精度，可供初步设计时使用。