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功能梯度圆柱壳弹性临界载荷预测

哈尔滨工程大学学报 2018年第12期39卷 1880-1886页

作者：韩越洋朱翔李天匀玉云艳华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074 船舶与海洋水动力湖北省重点实验室湖北武汉430074

针对功能梯度圆柱壳的弹性临界载荷预测问题,本文提出了一种预报弹性临界载荷的半解析方法。利用薄壳理论建立了壳体耦合振动方程,运用抛物线法求解得到了充液功能梯度圆柱壳的固有频率,通过固有频率平方和内压的线性关系利用插值方法... 详细信息

针对功能梯度圆柱壳的弹性临界载荷预测问题,本文提出了一种预报弹性临界载荷的半解析方法。利用薄壳理论建立了壳体耦合振动方程,运用抛物线法求解得到了充液功能梯度圆柱壳的固有频率,通过固有频率平方和内压的线性关系利用插值方法得到功能梯度圆柱壳的弹性临界载荷。通过与已有结果对比,验证了本文方法的正确性。计算了氮化硅-不锈钢功能梯度圆柱壳的弹性临界载荷、边界条件和结构参数等变化对功能梯度圆柱壳弹性临界载荷的影响。本文提出的基于内压条件下的固有频率来预报功能梯度圆柱壳弹性临界载荷的方法,相比于外压条件下的试验和仿真方法,方法简单,更易于实现。

关键词：功能梯度材料圆柱壳内压耦合方程固有频率临界载荷插值预测

悬挂管柱正弦向螺旋屈曲转变时的临界载荷研究

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振动与冲击 2019年第7期38卷 105-111页

作者：张强蒋豹崔巍刘巨保朱昱东北石油大学机械科学与工程院黑龙江大庆163318

悬挂管柱正弦向螺旋屈曲转变时的屈曲构型发生跳跃性变化,管柱与井筒存在接触和脱离等非线性力学问题。基于慢动力法,将悬挂管柱静力屈曲问题转换成动力学问题,建立了悬挂管柱上端受拉、下端受压的后屈曲分析有限元模型。研究表明,通过... 详细信息

悬挂管柱正弦向螺旋屈曲转变时的屈曲构型发生跳跃性变化,管柱与井筒存在接触和脱离等非线性力学问题。基于慢动力法,将悬挂管柱静力屈曲问题转换成动力学问题,建立了悬挂管柱上端受拉、下端受压的后屈曲分析有限元模型。研究表明,通过虚拟较大的阻尼比,能够有效地抑制管柱振动,可以计算出稳定的正弦屈曲和螺旋屈曲构型。当无量纲长度取8时,正弦向螺旋屈曲转变的无量纲临界载荷为4. 11,螺旋屈曲构型中存在两个接触点,两接触点之间的螺旋角为77.9°,下接触点距井底的无量纲长度为1.30。摒弃了管柱屈曲挠曲线假设,得出了悬挂管柱螺旋屈曲的最小临界载荷,对扶正器安放位置设计具有实际意义。

关键词：悬挂管柱螺旋屈曲临界载荷慢动力法

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一类变截面刚架结构的临界载荷算法研究

地震工程与工程振动 2019年第6期39卷 54-61页

作者：侯祥林马英成贾连光沈阳建筑大学机械工程学院辽宁沈阳110168 沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

本文提出了一类变截面刚架结构非对称临界载荷的数值算法。本文算法以临界载荷、节点内力与挠度为设计变量,根据屈曲状态下满足的挠曲线微分方程组、结构离散化的思想和差分原理构建了目标函数模型。通过VB语言结合多维Powell优化方法... 详细信息

本文提出了一类变截面刚架结构非对称临界载荷的数值算法。本文算法以临界载荷、节点内力与挠度为设计变量,根据屈曲状态下满足的挠曲线微分方程组、结构离散化的思想和差分原理构建了目标函数模型。通过VB语言结合多维Powell优化方法编制了变截面刚架结构的临界载荷求解程序,并计算了典型工程算例的临界载荷。运用ANSYS有限元软件对算例结果进行了仿真对比分析,发现了随着离散点数量的增加,本文算法计算的临界载荷与仿真计算的结果之间的相对误差呈减小趋势并最终满足精度要求,证实了本文算法的正确性和有效性,为工程中刚架结构稳定性问题的研究提供了参考。

关键词：临界载荷刚架非线性差分方程组优化算法位型

横向载荷作用下螺栓临界松动载荷数值计算方法研究

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机械工程学报 2018年第5期54卷 173-178页

作者：张明远鲁连涛唐明明曾东方西南交通大学牵引动力国家重点实验室

为明确螺栓抵抗松动的能力,指导螺栓在使用中的选型,以抑制螺纹面局部滑移为防松条件,通过对同一螺纹面周向不同位置的受力进行分析,推导得到了横向载荷作用下螺栓临界松动载荷的数值计算公式。采用横向振动试验装置和该数值计算方法,... 详细信息

为明确螺栓抵抗松动的能力,指导螺栓在使用中的选型,以抑制螺纹面局部滑移为防松条件,通过对同一螺纹面周向不同位置的受力进行分析,推导得到了横向载荷作用下螺栓临界松动载荷的数值计算公式。采用横向振动试验装置和该数值计算方法,分别测试和计算了尺寸规格为M5的螺栓在夹紧力为2 000 N、2 500 N时的临界松动载荷。结果表明,夹紧力为2 000 N时临界松动载荷的试验与计算结果分别为302.5 N、280.3 N,2 500 N时试验与计算结果分别为372.5 N和350.4 N。两种夹紧力条件下试验与计算结果相对误差分别为7.3%(2 000 N)和5.9%(2 500 N),这验证了该数值计算方法的准确性及可靠性。基于该公式,分析了螺栓结构参数对临界松动载荷的影响。结果表明,增大夹紧力、螺纹面摩擦因数、螺栓直径以及牙型角,降低螺栓夹紧长度、螺纹升角,可以增大临界松动载荷,提高螺栓抵抗松动的能力。

关键词：螺栓松动局部滑移临界载荷数值计算

变截面承压杆的临界载荷的优化算法研究与应用

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工程力学 2013年第B06期30卷 6-10页

作者：侯祥林卢宏峰范炜贾连光沈阳建筑大学交通与机械工程学院沈阳110168 沈阳建筑大学土木工程学院沈阳110168

针对变截面压杆临界载荷计算问题,应用差分原理,转化一阶临界载荷下的稳定方程为离散差分方程组。以各离散点的未知挠度和压杆临界力为设计变量,以非线性方程组满足的关系构建目标函数,提出了变截面压杆临界载荷分析求解的优化算法。编... 详细信息

针对变截面压杆临界载荷计算问题,应用差分原理,转化一阶临界载荷下的稳定方程为离散差分方程组。以各离散点的未知挠度和压杆临界力为设计变量,以非线性方程组满足的关系构建目标函数,提出了变截面压杆临界载荷分析求解的优化算法。编制通用程序求解变截面压杆的临界载荷。通过典型算例分析与对比,表明该算法是具有简单和高精度的快速数值新方法,为工程应用提供良好条件。

关键词：压杆稳定临界载荷非线性方程组优化算法程序设计

一类薄壁变截面刚架对称临界载荷稳定问题优化算法

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2018年第1期34卷 100-107页

作者：侯祥林王似巍张睿之贾连光沈阳建筑大学机械工程学院辽宁沈阳110168 沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

目的研究一类对称载荷下的单跨刚架临界载荷优化算法,探讨薄壁变截面刚架临界载荷的数值计算方法,以弥补解析解求解困难的缺陷.方法通过刚架结构拆分,运用差分方法将平衡状态下非线性微分方程离散化.以每段钢架的每个离散点挠度、柱脚... 详细信息

目的研究一类对称载荷下的单跨刚架临界载荷优化算法,探讨薄壁变截面刚架临界载荷的数值计算方法,以弥补解析解求解困难的缺陷.方法通过刚架结构拆分,运用差分方法将平衡状态下非线性微分方程离散化.以每段钢架的每个离散点挠度、柱脚弯矩和临界荷载为设计变量,构造包括未知临界载荷的目标函数,基于Fortran-PowerStation集成开发环境,编写无约束优化算法程序,通过等截面与变截面梁刚架具体算例进行验证.结果优化结果满足规定精度,证实了算法的适应性.结论算法考虑工程中变截面薄壁刚架结构稳定性问题,具备很好的实用性,可为工程结构临界载荷求解提供新的思路.

关键词：变截面刚架临界载荷无约束优化薄壁结构

考虑初始形状影响的耐压球壳临界载荷简化计算公式

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船舶力学 2014年第5期18卷 557-564页

作者：王丹万正权中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

文章研究了在载人深潜器结构中承受高压、保障潜员安全的耐压球壳。文中通过对经典理论公式的分析和合理假设,引入几何修正系数k细化了球壳临界载荷计算表达式,该几何修正系数体现了球壳本身的初始形状,如初挠度、局部不圆度及板厚减薄... 详细信息

文章研究了在载人深潜器结构中承受高压、保障潜员安全的耐压球壳。文中通过对经典理论公式的分析和合理假设,引入几何修正系数k细化了球壳临界载荷计算表达式,该几何修正系数体现了球壳本身的初始形状,如初挠度、局部不圆度及板厚减薄等因素对其的影响。并通过回归分析得到计算数据与试验值吻合较好。同时,运用该公式对钛合金球壳临界载荷进行预报,同样有较高精度。

关键词：耐压球壳临界载荷载人潜水器初挠度

弹性介质中受轴向冲击载荷作用的圆柱壳的屈曲临界载荷计算分析

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应用数学和力学 2020年第4期41卷 353-366页

作者：桂夷斐马建敏复旦大学航空航天系上海200433

建立并求解了弹性介质中圆柱壳的径向位移控制方程,考虑边界条件及相容条件,得到了应力波传播及反射过程中圆柱壳的动力屈曲分叉条件.通过计算得到了不同时间段屈曲临界载荷与应力波波阵面到达圆柱壳的位置、弹性介质的刚度、壳体未嵌... 详细信息

建立并求解了弹性介质中圆柱壳的径向位移控制方程,考虑边界条件及相容条件,得到了应力波传播及反射过程中圆柱壳的动力屈曲分叉条件.通过计算得到了不同时间段屈曲临界载荷与应力波波阵面到达圆柱壳的位置、弹性介质的刚度、壳体未嵌入弹性介质部分的长度与总长之比的关系.数值计算结果表明,弹性介质中的圆柱壳发生轴对称屈曲和非轴对称屈曲趋势一致;嵌入弹性介质部分越深、弹性介质刚度越大圆柱壳越难屈曲;屈曲临界载荷随着弹性介质刚度的增大经历了增长缓慢、增长迅速以及增长较慢3个阶段;应力波反射前波阵面通过分界面后,屈曲仅发生在应力波传播区域,反射波波阵面通过分界面前,临界载荷较小时屈曲先发生在反射端部,随着轴向阶数增大,屈曲覆盖整个圆柱壳区域,反射波波阵面通过分界面后,壳体发生的屈曲始终覆盖整个圆柱壳区域.

关键词：圆柱壳弹性介质轴向冲击应力波临界载荷

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核级导向弹簧压缩临界载荷计算方法研究

核动力工程 2019年第S02期40卷 57-61页

作者：李维谢细明武秀根唐源付国忠唐健凯晋舒颜中国核动力研究设计院核反应堆系统设计重点实验室成都610213 同济大学上海200092

应用一种当量柱体的结构简化模型对核级导向弹簧压缩后屈曲变形和临界载荷进行分析计算。通过采用点接触和线接触等逐步深入的分析方式,建立了简化的力学分析模型;并通过应用当量柱模型求解,建立了不同屈曲模态下轴向载荷和限制失稳结... 详细信息

应用一种当量柱体的结构简化模型对核级导向弹簧压缩后屈曲变形和临界载荷进行分析计算。通过采用点接触和线接触等逐步深入的分析方式,建立了简化的力学分析模型;并通过应用当量柱模型求解,建立了不同屈曲模态下轴向载荷和限制失稳结构之间的接触关系,通过计算得到了弹簧压缩临界载荷条件;研究结果表明,弹簧弯曲变形、摩擦力对弹簧弹射力的实际影响较小,在核级导向弹簧弹射力设计过程中可以忽略影响。

关键词：导向弹簧临界载荷弯曲失稳