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工程力学 2012年第2期29卷 34-38页

作者：任晓辉陈万吉大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116023 沈阳航空航天大学辽宁省飞行器复合材料结构分析与仿真重点实验室辽宁沈阳110136

基于精化锯齿理论,构造了六节点三角形协调板单元并推导了夹层板自由振动问题有限元列式。不同于已有锯齿理论,精化锯齿理论特点是面内位移不含有横向位移一阶导数,构造有限元时仅需要C0插值函数。为验证单元性能,分析了软核夹层板自由... 详细信息

基于精化锯齿理论,构造了六节点三角形协调板单元并推导了夹层板自由振动问题有限元列式。不同于已有锯齿理论,精化锯齿理论特点是面内位移不含有横向位移一阶导数,构造有限元时仅需要C0插值函数。为验证单元性能,分析了软核夹层板自由振动问题。结果表明,该文构造的单元能准确计算软核夹层板固有频率,然而基于已有锯齿理论建立的不协调元计算结果精度较低。

关键词：固体力学精化锯齿理论 C0连续三角形板单元夹层板自由振动

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基于精化锯齿理论的功能梯度夹心微板静弯曲模型

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计算力学学报 2018年第6期35卷 757-762页

作者：杨子豪贺丹沈阳航空航天大学辽宁省飞行器复合材料结构分析与仿真重点实验室沈阳110136

基于精化锯齿理论和新修正偶应力理论,建立了能够准确预测功能梯度夹心微板挠度、位移和应力的静弯曲模型。为了描述微板不同方向上的尺度效应,将两个正交材料尺度参数引入本文模型。以受双向正弦载荷作用的简支板为例,探究了夹心微板... 详细信息

基于精化锯齿理论和新修正偶应力理论,建立了能够准确预测功能梯度夹心微板挠度、位移和应力的静弯曲模型。为了描述微板不同方向上的尺度效应,将两个正交材料尺度参数引入本文模型。以受双向正弦载荷作用的简支板为例,探究了夹心微板弯曲行为中尺度效应对结构刚度的影响。算例结果表明,当微板几何参数与材料尺度参数接近时,基于本文模型所测微板的最大弯曲挠度、局部位移和应力均小于传统精化锯齿理论给出的结果,捕捉到了尺度效应;尺度效应随着微板几何尺寸的增大而逐渐减弱,当微板几何尺寸远大于材料尺度参数时,尺度效应消失。此外,板的跨厚比和功能梯度变化指数也会对尺度效应产生一定影响。

关键词：精化锯齿理论修正偶应力理论功能梯度夹心板尺度效应材料尺度参数

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考虑蜂窝高度效应的蜂窝夹芯板稳定性分析

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计算力学学报 2019年第5期36卷 630-635页

作者：王会平张东杨子豪贺丹北京宇航系统工程研究所北京100076 沈阳航空航天大学辽宁省飞行器复合材料结构分析与仿真重点实验室沈阳110136

蜂窝芯层等效弹性参数因受表板影响与其高度紧密相关,而传统蜂窝夹芯板稳定性模型未对其加以考虑。本文基于精化锯齿层合板理论,建立了蜂窝夹芯板稳定性模型。模型借助于解析均匀化方法获取蜂窝芯层等效模量,并因引入该方法而能够反映... 详细信息

蜂窝芯层等效弹性参数因受表板影响与其高度紧密相关,而传统蜂窝夹芯板稳定性模型未对其加以考虑。本文基于精化锯齿层合板理论,建立了蜂窝夹芯板稳定性模型。模型借助于解析均匀化方法获取蜂窝芯层等效模量,并因引入该方法而能够反映由蜂窝高度改变引起的蜂窝芯子等效模量变化对屈曲载荷产生的影响,即捕捉到了蜂窝芯子的高度效应。以四边简支蜂窝夹芯方板受单向面内压缩载荷作用为例进行了算例分析。算例结果表明,蜂窝芯子高度效应在蜂窝高度较低时明显,随着蜂窝高度增加,高度效应逐渐减弱。此外,高度效应在蜂窝芯层厚度比例较大时明显,随着蜂窝芯层厚度比例的持续下降,高度效应减弱直至消失。

关键词：解析均匀化精化锯齿理论蜂窝夹芯板高度效应屈曲载荷

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微尺度各向异性功能梯度梁/板力学建模

微尺度各向异性功能梯度梁/板力学建模

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作者：杨子豪沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

基于一种各向异性修正偶应力理论,对微尺度正交各向异性功能梯度梁/板、夹心板结构完成了力学建模。模型中引入两个材料尺度参数,能够有效地描述两个正交方向上不同程度的材料尺度效应。基于最小势能/虚功/哈密顿原理推导了微结构静力... 详细信息

基于一种各向异性修正偶应力理论,对微尺度正交各向异性功能梯度梁/板、夹心板结构完成了力学建模。模型中引入两个材料尺度参数,能够有效地描述两个正交方向上不同程度的材料尺度效应。基于最小势能/虚功/哈密顿原理推导了微结构静力弯曲、自由振动和屈曲问题的控制方程和边界条件。通过若干个不同边界条件下受不同载荷作用的微结构数值算例,分析了尺度效应对各力学行为的影响,并探讨了多种结构尺寸参数和材料参数对尺度效应明显程度的影响。具体工作可概括为:1.基于不同梁/板理论,建立了若干个微尺度正交各向异性功能梯度梁/板模型。针对于静力弯曲、自由振动和屈曲行为,分析了尺度效应对结构挠度、应力、自振频率和屈曲载荷的影响并随后探讨了尺度参数与结构厚度的比值,微结构的几何参数与材料参数对尺度效应明显程度的影响。2.结合精化锯齿理论,建立了能够同时准确预测结构全局响应和局部行为的功能梯度夹心微板模型。通过与参考文献值进行对比,有效验证了该模型在静力弯曲、自由振动和屈曲问题中解的宏观部分的准确性和精确性。基于二种功能梯度变化形式,探讨了微夹芯板在多种力学行为中的尺度效应,间接证明了用两个材料尺度参数描述不同方向上尺度效应的合理性。通过具体的结果对比和参数研究,描绘出微板的多种几何参数、材料参数对尺度效应明显程度的影响,并随后对造成该种影响的原因加以分析说明。

关键词：修正偶应力理论正交各向异性功能梯度材料尺度效应精化锯齿理论

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基于高阶理论的层合壳体的力学响应计算

基于高阶理论的层合壳体的力学响应计算

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作者：张海波沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

推进剂贮箱是运载火箭的重要部件,质量大约占箭体结构总重的百分之六十左右,其轻质化水平决定着火箭的主要性能指标。为了研制轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳的贮箱,先进复合材料层合结构以及加筋层合结构壳体得到了越来越广泛的应用,在理... 详细信息

推进剂贮箱是运载火箭的重要部件,质量大约占箭体结构总重的百分之六十左右,其轻质化水平决定着火箭的主要性能指标。为了研制轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳的贮箱,先进复合材料层合结构以及加筋层合结构壳体得到了越来越广泛的应用,在理论上精确计算层合结构以及加筋层合结构壳体的力学响应对提升贮箱的自主研发能力尤为重要。本文分别基于Tessler的精化锯齿层合板理论和Reddy的三阶剪切层合板理论建立了层合壳和加筋层合圆柱壳的力学模型,并对其力学响应进行了分析计算,具体工作可概括为:1.基于Tessler的精化锯齿理论建立了能够同时准确预测圆柱壳/双曲壳结构整体响应和局部行为的一种新的模型。为了评估本模型对层合壳静态/动态响应的效力和性能,给出并讨论了涉及不同层压方案和设计参数的层合板/壳在静力弯曲、自由振动和屈曲的实例问题,将所得结果与文献中的三维精确解、一阶解和一些高阶解进行了比较。数值计算结果表明,与高阶模型相比,该模型不仅具有较高的精度,而且具有优越的计算效率,在工程应用中具有很大的潜力。2.基于Reddy型三阶剪切变形理论建立了一种新的复合材料加筋圆柱壳屈曲问题分析模型。该模型中的面内位移为三阶函数,能够自然满足壳的自由表面条件,不需要额外引入剪切修正系数。文中基于能量原理推导了受轴、侧压作用的复合材料加筋圆柱壳的屈曲控制方程,并针对典型算例进行了求解。在算例分析部分通过与文献解对比证明了本文解的准确性,讨论了结构布局对临界屈曲载荷的影响,研究了不同设计参数下本文解与经典一阶理论解之间的异同,证明了当径厚比较高时,本文解与一阶理论解存在显著差异。

关键词：复合材料圆柱壳精化锯齿理论三阶剪切变形理论加筋圆柱壳

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