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黏弹性层合圆柱壳的蠕变分岔屈曲 被引量:8
1
作者 彭凡 向红 傅衣铭 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期792-798,共7页
采用Boltzmann积分型本构关系描述铺设单层的黏弹性力学行为,基于DMV扁壳假定和Kármán- Donnell几何非线性关系,研究了对称铺设黏弹性层合圆柱壳的前屈曲变形特征和分岔蠕变屈曲.对玻璃纤维/环氧树脂基复合材料层合圆柱壳的... 采用Boltzmann积分型本构关系描述铺设单层的黏弹性力学行为,基于DMV扁壳假定和Kármán- Donnell几何非线性关系,研究了对称铺设黏弹性层合圆柱壳的前屈曲变形特征和分岔蠕变屈曲.对玻璃纤维/环氧树脂基复合材料层合圆柱壳的分析结果表明,在前屈曲阶段,挠曲变形和环向薄膜力随时间的变化趋势主要取决于圆柱壳的铺设方式,可以呈现完全相反的变化特征;层合短圆柱壳两端的边界条件对其蠕变分岔屈曲行为有决定性的影响,径厚比的增加将使分岔形式的延迟失稳现象更加明显. 展开更多
关键词 黏弹性 层合圆柱壳 前屈曲 分岔屈曲 铺设方式
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复合材料层合圆柱壳体缓冲吸能的实验与模拟 被引量:7
2
作者 宋毅 王璠 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期140-145,共6页
根据复合材料层合圆柱壳体受轴向冲击作用下的动力学,通过准静态压缩实验对标准型和采用花瓣型引发方式的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)层合圆柱壳体的缓冲吸能特性进行了研究,运用ANSYS/LS-DYNA基于Chang-Chang失效准则判断的模型对落锤... 根据复合材料层合圆柱壳体受轴向冲击作用下的动力学,通过准静态压缩实验对标准型和采用花瓣型引发方式的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)层合圆柱壳体的缓冲吸能特性进行了研究,运用ANSYS/LS-DYNA基于Chang-Chang失效准则判断的模型对落锤冲击下复合材料层合圆柱壳体的动力响应过程进行了模拟,标准型复合材料层合圆柱壳体模拟的结果与关键性实验数据能较好地吻合,其中4 ms时刻的速度、位移、加速度以及加速度峰值的误差分别为19.5%,12.0%,6.4%,14.6%.而花瓣型复合材料层合圆柱壳体在引发方式上的改进使得材料在比吸能上有所提高,而且能极大地降低初始荷载峰值并延长到达峰值所需的压溃位移长度.利用基于Chang-Chang失效准则判断的模型可准确模拟压溃过程和材料的失效现象。 展开更多
关键词 复合材料 层合圆柱壳体 ANSYS/LS-DYNA 冲击 仿真
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复合材料层合圆柱壳的动力响应与层间应力 被引量:4
3
作者 王安稳 李竹影 章向明 《海军工程大学学报》 CAS 2000年第4期1-5,10,共6页
采用分层壳理论和厚度方向的二次插值函数推导出正交铺设层合圆柱壳的动力响应方程 ,并得出简支层合圆柱壳自由振动问题的解 .对于给定算例 ,计算出的自振频率与三维分析的结果吻合良好 ,说明所推导的二维解具有足够精度 .计算了前四阶... 采用分层壳理论和厚度方向的二次插值函数推导出正交铺设层合圆柱壳的动力响应方程 ,并得出简支层合圆柱壳自由振动问题的解 .对于给定算例 ,计算出的自振频率与三维分析的结果吻合良好 ,说明所推导的二维解具有足够精度 .计算了前四阶模态对应的壳中应力 .计算结果说明 ,对于高阶模态 ,层间应力相对于面内应力的比值远高于低阶模态的对应比值 ,高的层间正应力是高阶模态导致脱层破坏的主要原因 . 展开更多
关键词 层合壳 动力响应 层间应力 复合材料层合圆柱壳
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反对称正交铺层剪切圆柱壳在外压下的屈曲和后屈曲 被引量:4
4
作者 束永平 张建武 吴金松 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期121-129,共9页
给出了反对称正交铺层剪切圆柱壳广义大挠度Donnell型方程,并运用位移型摄动技术构造出该圆柱壳在均匀外压作用下的后屈曲渐近级数解。考虑到边界效应对中短圆柱壳的影响及边值问题摄动解的一致性,详细研究了该圆柱壳端部边界... 给出了反对称正交铺层剪切圆柱壳广义大挠度Donnell型方程,并运用位移型摄动技术构造出该圆柱壳在均匀外压作用下的后屈曲渐近级数解。考虑到边界效应对中短圆柱壳的影响及边值问题摄动解的一致性,详细研究了该圆柱壳端部边界层方程和奇异摄动解,以便与中部正则摄动解相匹配。文中同时给出一些典型例子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。 展开更多
关键词 层合 复合 圆柱壳 剪切变形 后屈曲 反对称
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正交铺设层合圆柱薄壳在外压作用下的屈曲和后屈曲 被引量:4
5
作者 沈惠申 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第1期66-76,共11页
依据文献[1,2] 提供的圆柱薄壳屈曲的边界层理论,以挠度为摄动参数,采用奇异摄动方法,给出了完善和非完善、非对称正交铺设层合圆柱薄壳在侧向外压和静水外压作用下的屈曲和后屈曲分析.本文给出了多种复合材料层合圆柱薄壳的计算结果,... 依据文献[1,2] 提供的圆柱薄壳屈曲的边界层理论,以挠度为摄动参数,采用奇异摄动方法,给出了完善和非完善、非对称正交铺设层合圆柱薄壳在侧向外压和静水外压作用下的屈曲和后屈曲分析.本文给出了多种复合材料层合圆柱薄壳的计算结果,同时讨论了铺层数对屈曲载荷、后屈曲平衡路径的影响. 展开更多
关键词 复合材料 压力容器 圆柱薄壳 屈曲
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具脱层复合材料层合圆柱壳的屈曲分析 被引量:3
6
作者 杨金花 傅衣铭 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期25-30,共6页
研究了具有环向贯穿脱层圆柱壳的屈曲问题.首先基于Donnell薄壳理论和初始后屈曲理论的相邻平衡准则,建立了复合材料脱层圆柱壳的屈曲微分方程以及相应的边界条件、位移连续条件和力平衡条件.然后采用分离变量法对方程求解,讨论了脱层... 研究了具有环向贯穿脱层圆柱壳的屈曲问题.首先基于Donnell薄壳理论和初始后屈曲理论的相邻平衡准则,建立了复合材料脱层圆柱壳的屈曲微分方程以及相应的边界条件、位移连续条件和力平衡条件.然后采用分离变量法对方程求解,讨论了脱层大小、深度、位置以及复合材料纤维铺层方向对脱层圆柱壳屈曲载荷的影响.结果表明:脱层长度越大、越靠近壳的外表和壳的轴向中心,结构的屈曲载荷越低;另外,对复合材料脱层壳而言, 纤维铺层方向对结构屈曲载荷的影响也较大. 展开更多
关键词 层合圆柱壳 脱层 屈曲分析 相邻平衡准则
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层叠式PVDF压电作动器及圆柱壳的振动主动控制 被引量:3
7
作者 张亚红 张希农 谢石林 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2006年第4期591-597,共7页
设计了一个层叠式PVDF压电作动器用于壳结构的振动控制。考虑压电层、粘接层、壳体耦合关系,推导了表面局部粘贴层叠式PVDF压电作动器的圆柱壳的振动控制方程,给出了作动力与压电层和粘接层层数、厚度之间的关系以及作动力与作动器粘贴... 设计了一个层叠式PVDF压电作动器用于壳结构的振动控制。考虑压电层、粘接层、壳体耦合关系,推导了表面局部粘贴层叠式PVDF压电作动器的圆柱壳的振动控制方程,给出了作动力与压电层和粘接层层数、厚度之间的关系以及作动力与作动器粘贴位置之间的关系。针对一端固定、另一端自由的圆柱壳,进行了振动控制仿真。结果表明层叠式PVDF压电作动器作动力与作动器层数近似成线性关系,增大作动器层数能有效增大作动力,在低控制电压下能显著抑制圆柱壳振动,作动器周向不完全粘贴时,在径向产生的径向作动力对壳体横向振动控制非常有利。说明了层叠式PVDF压电作动器是一种可用于壳体结构振动并具有良好作动效果的作动器。 展开更多
关键词 层叠式PVDF压电作动器 圆柱壳 振动控制
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车用CFRP层压圆柱壳冲击损伤分析及最小穿透能量预测
8
作者 王丹琦 吴霖滔 +3 位作者 聂冰冰 车文传 邹铁方 张君媛 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期29-38,共10页
为了探究碳纤维增强复合材料(CFRP)在汽车曲面零部件上的应用前景,该文以碳纤维增强复合材料(CFRP)层压圆柱壳作为对象,研究其在落锤冲击工况下的损伤与吸能特性。基于复合材料均质化方法,建立CFRP层压圆柱壳落锤冲击的多尺度模型,探究... 为了探究碳纤维增强复合材料(CFRP)在汽车曲面零部件上的应用前景,该文以碳纤维增强复合材料(CFRP)层压圆柱壳作为对象,研究其在落锤冲击工况下的损伤与吸能特性。基于复合材料均质化方法,建立CFRP层压圆柱壳落锤冲击的多尺度模型,探究曲率半径对冲击损伤和能量吸收的影响;并采用非线性拟合方法建立了最小穿透能量与层压圆柱壳材料参数、结构参数及落锤参数之间的函数关系,实现概念设计阶段最小穿透能量的快速预测,对比仿真结果拟合公式的误差在20%以内。结果表明:相较于平板,层压圆柱壳的峰值载荷宽度更大、更平稳。在60 J冲击作用下,层压圆柱壳各铺层损伤面积相对均匀,其中纤维损伤与曲率半径无关,基体损伤面积随曲率半径增大而增大;当曲率半径为100 mm时,层压壳承载及抵抗变形能力较好,具有较好的抗冲击性;当曲率半径为200 mm时,层压壳耗散能量最多,吸能效果较好。 展开更多
关键词 汽车轻量化 碳纤维增强复合材料(CFRP) 层压圆柱壳 冲击损伤 能量吸收
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正交铺设复合材料层合圆柱壳自由振动分析的辛空间波方法
9
作者 韩少燕 李榆银 高汝鑫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期113-120,共8页
针对正交铺设复合材料层合圆柱壳的自由振动分析,提出了基于辛空间的波方法。首先基于Kirchhoff-Love薄壳理论,选取合适的状态向量,推导了复合材料层合圆柱壳在辛体系中的振动控制方程;其次利用分离变量法将正交铺设复合材料层合圆柱壳... 针对正交铺设复合材料层合圆柱壳的自由振动分析,提出了基于辛空间的波方法。首先基于Kirchhoff-Love薄壳理论,选取合适的状态向量,推导了复合材料层合圆柱壳在辛体系中的振动控制方程;其次利用分离变量法将正交铺设复合材料层合圆柱壳的自由振动问题转化为Hamilton体系下的辛本征值问题;最后根据辛空间波形与圆柱壳模态的对应关系,得到不同边界条件下的自由振动波数,进而得到圆柱壳自由振动问题的代数方程组,求解即可得到正交铺设复合材料层合圆柱壳的固有频率和模态。数值算例对比了该方法和其他方法计算得到的圆柱壳固有频率,验证了该方法的有效性和准确性。 展开更多
关键词 层合圆柱壳 正交铺设 自由振动 辛空间 基于波的方法
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任意厚度叠层圆柱壳动力响应的状态变量法 被引量:3
10
作者 范家让 盛宏玉 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2004年第5期490-494,共5页
基于三维弹性力学基本方程,通过引入状态空间理论,建立了叠层闭口柱壳在任意荷载作用下的状态方程,并给出在简谐荷载作用下动力响应问题的解析解。此解满足所有边界条件和层间连续条件,适合任意厚跨比。由于状态方程中的诸力学量正好是... 基于三维弹性力学基本方程,通过引入状态空间理论,建立了叠层闭口柱壳在任意荷载作用下的状态方程,并给出在简谐荷载作用下动力响应问题的解析解。此解满足所有边界条件和层间连续条件,适合任意厚跨比。由于状态方程中的诸力学量正好是叠层壳的层间必须协调的应力和位移诸量,因此该文方法便于求解叠层结构。算例表明,利用该文方法可以方便地进行动力响应分析。 展开更多
关键词 叠层圆柱壳 状态方程 动力响应分析 解析解
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粘弹性复合材料层合板壳的动力稳定性分析 被引量:2
11
作者 彭凡 向红 傅衣铭 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期459-464,共6页
分析面内周期激励下粘弹性层合平板以及轴向周期荷载作用下粘弹性层合圆柱壳的动力稳定性。设粘弹性复合材料服从Boltzmann积分型本构关系,其松弛模量由Prony-Dirichlet级数表示,基于薄板与薄壳理论,分别得到对称正交铺设层合板与层合... 分析面内周期激励下粘弹性层合平板以及轴向周期荷载作用下粘弹性层合圆柱壳的动力稳定性。设粘弹性复合材料服从Boltzmann积分型本构关系,其松弛模量由Prony-Dirichlet级数表示,基于薄板与薄壳理论,分别得到对称正交铺设层合板与层合圆柱壳的微分-积分型动力学方程,并应用谐波平衡法直接求解,忽略积分运算所产生的衰减项,导出确定动力不稳定区域边界的特征方程。分析结果表明,主要动力不稳定区域的缩小与材料的粘性参数以及结构横向振动的基频密切相关。 展开更多
关键词 粘弹性 层合板 层合圆柱壳 动力稳定 谐波平衡
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反对称正交铺层剪切圆柱壳在轴压下的屈曲分析 被引量:2
12
作者 张建武 徐延海 吴金松 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期411-415,共5页
给出了反对称正交铺层剪切圆柱壳广义 Donnell大挠度方程 ,运用位移型摄动技术构造了圆柱壳在均匀轴压下的屈曲全局渐近级数解 ;运用奇异摄动技术分析了圆柱壳端部边界层方程和奇异摄动解 ,对计及横向剪切复合材料圆柱壳或部分圆柱壳的... 给出了反对称正交铺层剪切圆柱壳广义 Donnell大挠度方程 ,运用位移型摄动技术构造了圆柱壳在均匀轴压下的屈曲全局渐近级数解 ;运用奇异摄动技术分析了圆柱壳端部边界层方程和奇异摄动解 ,对计及横向剪切复合材料圆柱壳或部分圆柱壳的非线性弯曲或屈曲进行了精确分析 .同时 ,结合典型算例讨论了横向剪切变形、Batdorf数、径厚比、长径比、铺层数和弹性模量比对圆柱壳屈曲性态的影响 .结果表明 。 展开更多
关键词 反对称正交层铺层剪切圆柱壳 轴压 屈曲分析 铺层复合材料
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具脱层轴对称层合圆柱壳的振动模态分析 被引量:3
13
作者 杨金花 傅衣铭 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期509-513,共5页
对具环向贯穿脱层的轴对称层合圆柱壳进行振动模态分析。首先,采用Heaviside阶梯函数,构造了一种适合于脱层壳的位移模式。通过对脱层壳的能量分析,应用瑞利-里兹法后,得到用时间函数表示的系统振动控制方程,然后对其求解,得到脱层壳模... 对具环向贯穿脱层的轴对称层合圆柱壳进行振动模态分析。首先,采用Heaviside阶梯函数,构造了一种适合于脱层壳的位移模式。通过对脱层壳的能量分析,应用瑞利-里兹法后,得到用时间函数表示的系统振动控制方程,然后对其求解,得到脱层壳模态分析的特征方程式。算例中,讨论了不同的脱层位置、脱层大小和脱层深度对脱层壳振动模态的影响。 展开更多
关键词 脱层 层合圆柱壳 模态分析 瑞利-里兹法
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径向冲击下复合材料层合圆柱壳的动力屈曲 被引量:3
14
作者 唐文勇 陈铁云 王德禹 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期125-129,共5页
采用Lagrange方程导出包含横向剪切变形和转动惯量的复合材料层合圆柱壳径向脉冲屈曲控制方程;用四阶Runge-Kuta方法对方程数值求解,寻找占优屈曲模态数及对应于允许初缺陷放大值时的临界冲击速度;通过计算碳/环... 采用Lagrange方程导出包含横向剪切变形和转动惯量的复合材料层合圆柱壳径向脉冲屈曲控制方程;用四阶Runge-Kuta方法对方程数值求解,寻找占优屈曲模态数及对应于允许初缺陷放大值时的临界冲击速度;通过计算碳/环氧材料角铺设层合圆柱壳,讨论了横向剪切变形、壳体几何尺寸。 展开更多
关键词 复合材料结构 层合圆柱壳 动力屈曲
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复合材料层合圆柱壳的径向脉冲屈曲 被引量:2
15
作者 唐文勇 陈铁云 王刚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第10期9-14,共6页
针对无限长复合材料层合圆柱壳或圆环受均匀径向脉冲冲击作用下的动力屈曲,采用Lagrange方程导出包含横向剪切变形和转动惯量的屈曲控制方程;由四阶Runge-Kuta方法所得的数值结果,寻找占优屈曲模态数及对应于允许... 针对无限长复合材料层合圆柱壳或圆环受均匀径向脉冲冲击作用下的动力屈曲,采用Lagrange方程导出包含横向剪切变形和转动惯量的屈曲控制方程;由四阶Runge-Kuta方法所得的数值结果,寻找占优屈曲模态数及对应于允许初缺陷放大值时的临界冲击速度.通过算例,讨论了横向剪切变形、转动惯量、铺层角度等因素对角铺设层合圆柱壳动力屈曲的影响. 展开更多
关键词 复合材料 层合圆柱壳 动力屈曲 脉冲屈曲
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外部压力作用下复合材料层合圆柱壳的脱层扩展分析 被引量:2
16
作者 傅衣铭 杨金花 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2007年第9期1009-1020,共12页
含脱层的层合圆柱壳在承受外部压力作用时,容易发生脱层扩展,进而引起结构失效.基于可动边界变分原理并考虑脱层间的接触效应对圆柱壳在外部压力作用下的脱层扩展进行了分析,同时应用Griffith准则,导出了脱层前缘各点处的能量释放率表达... 含脱层的层合圆柱壳在承受外部压力作用时,容易发生脱层扩展,进而引起结构失效.基于可动边界变分原理并考虑脱层间的接触效应对圆柱壳在外部压力作用下的脱层扩展进行了分析,同时应用Griffith准则,导出了脱层前缘各点处的能量释放率表达式,且以轴对称脱层层合圆柱壳为例进行了数值计算,讨论了脱层大小、脱层深度、几何尺寸、材料性质及纤维铺层方式等因素对脱层扩展的影响. 展开更多
关键词 复合材料 层合圆柱壳 外部压力 脱层扩展 能量释放率 接触效应
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层合多孔圆柱壳的轴向冲击吸能特性 被引量:1
17
作者 贺璞 邓庆田 李新波 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期143-152,共10页
为提高圆柱壳结构在轴向冲击载荷下的力学响应,设计了多层层合多孔圆柱壳结构,通过改变层合方式以及孔单元数目研究其力学行为。通过准静态压缩实验验证有限元分析的有效性,使用有限元模拟方法研究了结构在轴向冲击载荷下的变形模式和... 为提高圆柱壳结构在轴向冲击载荷下的力学响应,设计了多层层合多孔圆柱壳结构,通过改变层合方式以及孔单元数目研究其力学行为。通过准静态压缩实验验证有限元分析的有效性,使用有限元模拟方法研究了结构在轴向冲击载荷下的变形模式和吸能特性。从层合多孔圆柱壳的压缩力-位移曲线得到总吸能、峰值压缩力和平均压缩力等指标。对比不同模型之间的吸能和压缩力特性,结果表明:改变层合方式对圆柱壳吸能效果影响较显著,增加孔单元数目对多孔圆柱壳吸能效果影响较小。对比正、负泊松比两种多孔圆柱壳,同等质量内凹圆柱壳总吸能较六边圆柱壳平均提高了17%。 展开更多
关键词 层合圆柱壳 多孔结构 轴向冲击 能量吸收
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考虑接触效应的具轴对称脱层层合圆柱壳的非线性动力响应分析 被引量:1
18
作者 杨金花 傅衣铭 王永 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期69-75,98,共8页
基于非线性弹性壳理论,建立了考虑脱层接触效应的具轴对称脱层层合圆柱壳的运动控制方程。引入假想弹簧计算接触力,然后对系统的横向运动控制方程进行修正,从而有效地避免了脱层之间的相互贯穿。整个问题采用有限差分法进行求解,算例中... 基于非线性弹性壳理论,建立了考虑脱层接触效应的具轴对称脱层层合圆柱壳的运动控制方程。引入假想弹簧计算接触力,然后对系统的横向运动控制方程进行修正,从而有效地避免了脱层之间的相互贯穿。整个问题采用有限差分法进行求解,算例中,详细讨论了脱层的大小、深度、位置以及载荷等因素对具脱层轴对称层合圆柱壳非线性动力响应的影响。数值计算结果表明,在脱层结构动力响应分析中考虑接触效应是非常重要的,它可避免脱层结构出现物理上不可能的相互贯穿。 展开更多
关键词 层合圆柱壳 脱层 有限差分法 接触效应 非线性动力响应
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层合圆柱壳的振动与横向应力
19
作者 王安稳 杨关良 章向明 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期34-39,共6页
应用分层壳理论并在壳厚方向采用二次插值函数推导出正交层合圆柱壳的动力学方程,并得出了简支层合圆柱壳自由振动方程的解,所给出的振动频率与三维分析的结果吻合良好。计算了前四阶模态对应的壳中应力,与第三、四阶模态对应的横向... 应用分层壳理论并在壳厚方向采用二次插值函数推导出正交层合圆柱壳的动力学方程,并得出了简支层合圆柱壳自由振动方程的解,所给出的振动频率与三维分析的结果吻合良好。计算了前四阶模态对应的壳中应力,与第三、四阶模态对应的横向正应力与面内应力的比值远高于第一、二阶模态的应力比,计算结果说明,很高的横向正应力是高频动力响应中导致分层壳脱层破坏的一个主要因素。 展开更多
关键词 层合圆柱壳 动力响应 横向应力 分层理论
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具有力边条件的层合圆柱薄壳的扭转屈曲
20
作者 黄晓东 茅人杰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第8期1146-1149,共4页
用一阶剪切变形理论的位移场推导出 5个屈曲平衡方程 .为解这 5个方程 ,采用 4个内力和一个法向位移为基本未知量 ,并设之为事先满足全部边条件的三角级数 .其余的内力、内力矩、位移和转角可通过算子矩阵求逆和本构关系由这些基本未知... 用一阶剪切变形理论的位移场推导出 5个屈曲平衡方程 .为解这 5个方程 ,采用 4个内力和一个法向位移为基本未知量 ,并设之为事先满足全部边条件的三角级数 .其余的内力、内力矩、位移和转角可通过算子矩阵求逆和本构关系由这些基本未知量来表达 .最后 ,采用 Galerkin法可得一以法向位移 w的 Fourier系数为未知量的特征值问题 。 展开更多
关键词 层合结构 圆柱壳屈曲 扭转 工程弹性力学
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