先进复合材料格栅加筋圆柱壳体稳定性分析 被引量：5

1

作者 张志峰 陈浩然 白瑞祥 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期631-635,共5页

基于精细三角形Mindlin板单元构造了用于先进复合材料格栅加筋圆柱壳体稳定性分析的三角形复合材料加筋平面壳单元.肋骨和蒙皮采用了相同位移插值形函数,保证两者变形协调性的同时,又放松了肋骨转动的约束.肋骨放置的数量、位置和角度... 基于精细三角形Mindlin板单元构造了用于先进复合材料格栅加筋圆柱壳体稳定性分析的三角形复合材料加筋平面壳单元.肋骨和蒙皮采用了相同位移插值形函数,保证两者变形协调性的同时,又放松了肋骨转动的约束.肋骨放置的数量、位置和角度可以任意,为结构的单元网格剖分带来了很大便利.通过算例验证了该协调独立转角加筋板壳单元的有效性,特别是在分析高肋格栅结构时有较高的精度.最后分析了内外加筋形式对等格栅加筋柱壳稳定性的影响. 展开更多

关键词 加筋板壳单元 稳定性分析 复合材料等格栅加筋圆柱壳

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复合材料纵横加筋圆柱壳自由振动分析 被引量：8

2

作者 肖汉林 刘土光 +1 位作者 张涛 余小菲 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2005年第6期4-7,47,共5页

使用能力法分析了两端简支复合材料纵横加筋圆柱壳的自由振动特性,从Love’s理论出发,分别计算壳体面板和纵横加筋结构的应变能和动能,在计算加筋结构应变能和动能时,将加筋结构的作用影响平均在整个壳体区域。然后代入Lagrange方程得... 使用能力法分析了两端简支复合材料纵横加筋圆柱壳的自由振动特性,从Love’s理论出发,分别计算壳体面板和纵横加筋结构的应变能和动能,在计算加筋结构应变能和动能时,将加筋结构的作用影响平均在整个壳体区域。然后代入Lagrange方程得到频率方程。通过比较,计算方法所得到的结果与文献比较吻合。采用平均法计算的结果比采用离散方法计算的结果偏小。还研究了壳体和加筋结构参数的变化对圆柱壳自由振动频率的影响。 展开更多

关键词 振动与波 自由振动 复合材料圆柱壳 纵横加筋 能量法

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复合材料格栅加筋板布局优化设计 被引量：10

3

作者 梁东平 徐元铭 彭兴林 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期527-530,542,共5页

采用遗传算法在总体屈曲约束条件下对复合材料格栅加筋板进行布局优化设计。采用一种参数化的平铺等效刚度计算方法,用于分析格栅加筋板的总体屈曲。最后通过有限元分析对优化结果的有效性进行验证。设计变量为轴向和横向的筋条间距、... 采用遗传算法在总体屈曲约束条件下对复合材料格栅加筋板进行布局优化设计。采用一种参数化的平铺等效刚度计算方法,用于分析格栅加筋板的总体屈曲。最后通过有限元分析对优化结果的有效性进行验证。设计变量为轴向和横向的筋条间距、筋条高度和厚度,筋条的布局。该方法适用于在给定板的全部可选尺寸参数,面内设计载荷,边界条件,材料属性条件下,对复合材料格栅加筋板进行质量最轻的布局优化。 展开更多

关键词 复合材料格栅加筋板 总体屈曲 布局优化

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新的复合材料格栅加筋板的平铺等效刚度法 被引量：10

4

作者 吴德财 徐元铭 贺天鹏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期495-502,共8页

针对薄壁复合材料格栅加筋结构的受力特点,在改进原有力学假设的基础之上,推导了一种新的平铺等效刚度计算方法,它充分考虑了筋条和面板之间的相互作用．通过格栅单元结构布局形式的参数化表示,建立了通用的力学分析模型;该模型可用于... 针对薄壁复合材料格栅加筋结构的受力特点,在改进原有力学假设的基础之上,推导了一种新的平铺等效刚度计算方法,它充分考虑了筋条和面板之间的相互作用．通过格栅单元结构布局形式的参数化表示,建立了通用的力学分析模型;该模型可用于分析各种结构布局形式和面板铺层方式下的结构总体屈曲问题,故对于航空航天结构设计非常有用．结合Rayleigh-Ritz方法,推导出了求解格栅加筋板屈曲载荷的通用线性特征方程;最后,分析了多种类型格栅结构的算例,并与现有的各种方法进行了比较,结果更为精确,因而对格栅加筋结构的优化设计具有很好的应用价值． 展开更多

关键词 复合材料格栅加筋结构 平铺等效刚度法 总体屈曲 Rayleigh-Ritz方法 特征方程

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复合材料纵横加筋圆柱壳自由振动分析(英文) 被引量：4

5

作者 肖汉林 刘土光 +1 位作者 张涛 余晓菲 《船舶力学》 EI 北大核心 2007年第3期470-478,共9页

使用能量法分析了两端简支复合材料纵横加筋圆柱壳的自由振动特性,从Love’s理论出发,分别计算壳体面板和纵横加筋结构的应变能和动能,然后代入Lagrange方程得到频率方程。通过比较,文中的计算方法所得到的结果与文献比较吻合。采用平... 使用能量法分析了两端简支复合材料纵横加筋圆柱壳的自由振动特性,从Love’s理论出发,分别计算壳体面板和纵横加筋结构的应变能和动能,然后代入Lagrange方程得到频率方程。通过比较,文中的计算方法所得到的结果与文献比较吻合。采用平均法计算的结果比采用离散方法计算的结果偏小。最后还研究了壳体和加筋结构参数以及静水压力的变化对圆柱壳自由振动频率的影响。文中利用平均法来处理加筋结构,简化理论推导并减少了计算。 展开更多

关键词 自由振动 复合材料圆柱壳 纵横加筋 静水压力 能量法

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轴向冲击下环向加筋复合材料圆柱壳的非线性动力响应 被引量：1

6

作者 肖汉林 吴英友 +2 位作者 朱显明 刘土光 张涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期84-89,101,共7页

采用半解析的方法,建立离散加筋圆柱壳模型,基于复合材料多层扁壳大挠度的剪切变形理论,利用Ham ilton原理导出环向加筋复合材料圆柱壳的非线性运动控制方程;用Galerk in方法对空间变量进行离散,将位移和载荷展开为双级数,得到有关时间... 采用半解析的方法,建立离散加筋圆柱壳模型,基于复合材料多层扁壳大挠度的剪切变形理论,利用Ham ilton原理导出环向加筋复合材料圆柱壳的非线性运动控制方程;用Galerk in方法对空间变量进行离散,将位移和载荷展开为双级数,得到有关时间的常微分方程组,最后采用R-Kutta方法数值求解.通过算例,讨论了加筋肋骨几何参数、铺层角度、辅层方式、铺层层数等因素对动力响应的影响。 展开更多

关键词 复合材料圆柱壳 环向加筋 轴向冲击 非线性动力响应

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基于Reddy型三阶剪切变形理论的复合材料加筋圆柱壳的屈曲计算

7

作者 贺丹 张海波 高艺航 《沈阳航空航天大学学报》 2022年第3期8-18,共11页

为精确地分析中厚和厚加筋圆柱壳的屈曲,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。基于能量原理推导... 为精确地分析中厚和厚加筋圆柱壳的屈曲,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。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参考文献解对比证明了解的准确性,讨论了结构布局对承载能力的影响,研究了不同设计参数下解与经典一阶理论解之间的异同,证明了当径厚比较高时,解与一阶理论解存在显著差异。考虑到模型的位移场阶数较高,比一阶理论更加贴近实际,因此建议对于具有较高径厚比的复合材料加筋圆柱壳采用模型进行计算以提高计算精度。 展开更多

关键词 复合材料 加筋圆柱壳 三阶剪切变形理论 屈曲 临界屈曲载荷

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复合材料格栅结构稳定性分析 被引量：6

8

作者 何景轩 何国强 +1 位作者 任明法 侯晓 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期331-335,347,共6页

推导了复合材料层合壳单元和层合梁单元的切线刚度阵,并给出用于复合材料格栅结构分析的梁壳刚度阵,建立了相应的复合材料格栅壳体结构有限元模型,并对其特征值稳定性的计算进行了研究。考虑了单元剖分大小对结构屈曲临界力和模态波形... 推导了复合材料层合壳单元和层合梁单元的切线刚度阵,并给出用于复合材料格栅结构分析的梁壳刚度阵,建立了相应的复合材料格栅壳体结构有限元模型,并对其特征值稳定性的计算进行了研究。考虑了单元剖分大小对结构屈曲临界力和模态波形图的影响,并结合实际情况分析了边界条件变化对结构屈曲稳定性的影响,为工程中复合材料格栅结构的设计提供了有益结论。 展开更多

关键词 格栅结构 复合材料壳体 稳定性 有限元

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进化神经网络在复合材料格栅结构设计中的应用 被引量：6

9

作者 荣晓敏 徐元铭 吴德财 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期305-309,共5页

根据Kolmogorov多层神经网络映射存在定理,利用进化神经网络来实现结构设计参数(输入)与结构响应参数(输出)的全局非线性映射关系,以此来代替实际结构优化过程中存在的大量有限元计算,从而提高优化效率。以遗传算法为优化求解器,神经网... 根据Kolmogorov多层神经网络映射存在定理,利用进化神经网络来实现结构设计参数(输入)与结构响应参数(输出)的全局非线性映射关系,以此来代替实际结构优化过程中存在的大量有限元计算,从而提高优化效率。以遗传算法为优化求解器,神经网络屈曲稳定性响应面为主要约束,对复合材料格栅加筋结构的优化问题进行了分析研究。算例表明,在相同(有限元)样本数据的情况下,进化神经网络通过自适应调节网络结构和权值,可获得比BP神经网络更高精度的映射模型,具有很强的泛化能力。该方法可为解决大型复合材料结构优化设计提供一条高效途径。 展开更多

关键词 复合材料 格栅加筋板 结构优化 进化神经网络 遗传算法

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复合材料格栅结构优化设计中的计算智能技术 被引量：3

10

作者 荣晓敏 徐元铭 吴德财 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期926-929,共4页

针对复合材料格栅结构优化设计多变量、多约束、连续和离散混合变量、高度非线性的难点,提出了用进化神经网络来实现结构设计参数(输入)与结构响应参数(输出)的全局非线性映射关系,以此来代替优化过程中的有限元计算,以提高优化效率.以... 针对复合材料格栅结构优化设计多变量、多约束、连续和离散混合变量、高度非线性的难点,提出了用进化神经网络来实现结构设计参数(输入)与结构响应参数(输出)的全局非线性映射关系,以此来代替优化过程中的有限元计算,以提高优化效率.以遗传算法为优化求解器,神经网络屈曲稳定性响应面为主要约束,对复合材料格栅加筋结构进行优化.结果表明,在相同样本数的情况下,进化神经网络可获得比BP网络更高精度的映射模型,具有很强的泛化能力.该方法可以为解决大型复合材料结构优化问题提供一条高效途径. 展开更多

关键词 计算智能 进化神经网络 遗传算法 复合材料 格栅加筋板 结构优化

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基于高阶理论的加筋复合材料夹芯结构屈曲有限元模型 被引量：2

11

作者 张东健 郑锡涛 +3 位作者 闫雷雷 路拓 徐建辉 张聪 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1686-1698,共13页

加筋复合材料夹芯结构由于面板与夹芯层的力学性能差异较大,层间剪切变形明显,层间剪切应力对结构的屈曲特性影响非常明显.此外筋条与面板之间横向剪切变形也会显著地影响加筋夹芯结构的屈曲特性.因此,需要发展一种能准确计算面板与芯... 加筋复合材料夹芯结构由于面板与夹芯层的力学性能差异较大,层间剪切变形明显,层间剪切应力对结构的屈曲特性影响非常明显.此外筋条与面板之间横向剪切变形也会显著地影响加筋夹芯结构的屈曲特性.因此,需要发展一种能准确计算面板与芯体之间、筋条与板之间横向剪切应力的模型来分析复合材料加筋夹芯结构的屈曲特性.文章推导了正弦型整体-局部高阶剪切变形理论,该理论满足面内位移、横向剪切应力连续条件和自由表面条件,并且未知量个数独立于加筋夹芯板的层数.基于此理论,结合离散的Kirchhoff三角形单元(DKT单元)构造了正弦型整体-局部高阶三角形板单元(SGLT),该单元满足面内位移在厚度方向的锯齿分布和横向剪切应力层间连续性条件,并通过两个数值算例验证了模型的准确性.随后评估了金属面板加筋夹芯板和复合材料面板格栅加筋夹芯板在各种几何、材料参数和边界条件下的屈曲特性.数值分析结果表明,建立的有限元模型能准确地预测加筋复合材料夹芯结构的屈曲行为.并且相较于三维有限元模型,建立的模型具有更高的计算效率. 展开更多

关键词 加筋复合材料夹芯结构 横向剪切应力 屈曲特性 格栅加筋夹芯板 三角形单元

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格栅加筋土挡墙弹塑性动力有限元分析

12

作者 周世良 李勤民 郑红娟 《港工技术》 北大核心 2006年第4期40-43,共4页

基于自洽理论和应变相容观点建立了筋土复合材料力学模型,编制了可用于求解连续介质在平面应力、平面应变和轴对称情况下的非线性动力响应的有限元分析程序,并对一台阶式格栅加筋土挡墙的结构特性进行弹塑性动力有限元分析。数值分析全... 基于自洽理论和应变相容观点建立了筋土复合材料力学模型,编制了可用于求解连续介质在平面应力、平面应变和轴对称情况下的非线性动力响应的有限元分析程序,并对一台阶式格栅加筋土挡墙的结构特性进行弹塑性动力有限元分析。数值分析全面地反映了墙体及后方填土内部的位移、应力、筋带拉力及塑性区的分布和变化规律,并与工程实际及大尺度模型试验测试结果吻合较好。 展开更多

关键词 格栅加筋土挡墙 复合材料 弹塑性 有限元

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先进复合材料AGS结构损伤扩展分析 被引量：1

13

作者 张志峰 王江 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期8-13,16,共7页

基于精细加筋单元模型提出了一种用于先进复合材料格栅加筋(AGS)结构的损伤启始和扩展分析方法。该方法同时考虑了层内损伤和层间损伤,其中,层内损伤包括蒙皮纤维破坏、蒙皮基体开裂、蒙皮纤维-基体剪切破坏以及肋骨纤维破坏,而层间损... 基于精细加筋单元模型提出了一种用于先进复合材料格栅加筋(AGS)结构的损伤启始和扩展分析方法。该方法同时考虑了层内损伤和层间损伤,其中,层内损伤包括蒙皮纤维破坏、蒙皮基体开裂、蒙皮纤维-基体剪切破坏以及肋骨纤维破坏,而层间损伤为蒙皮分层损伤。对于层内损伤采用材料常数退化准则;而对于分层损伤,提出了一种新的等效刚度退化准则。通过典型算例证明了该损伤模型用于AGS结构分析的有效性,并详细分析了中心含孔复合材料正交各向异性格栅加筋曲板和光板在轴压下的损伤扩展机理和行为。计算结果表明,蒙皮层内损伤往往先于分层损伤发生并扩展,纤维-基体剪切破坏在45°铺层扩展速度最快,分层损伤区域极易发生局部蒙皮失稳。 展开更多

关键词 先进复合材料格栅加筋结构 损伤启始和扩展 分层损伤

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国产T300碳纤维格栅加筋圆筒轴压稳定性研究 被引量：3

14

作者 邵英翠 闫伟 王立朋 《强度与环境》 2010年第6期46-50,共5页

为考察国产碳纤维复合材料的性能,分别制备了国产碳纤维和东丽T300的格栅加筋圆筒试验件,通过轴压试验研究了国产碳纤维格栅加筋圆筒的轴压稳定性。实验结果表明国产碳纤维结构件破坏载荷与进口件相比偏差小于5%,工艺稳定。采用MSC.Nast... 为考察国产碳纤维复合材料的性能,分别制备了国产碳纤维和东丽T300的格栅加筋圆筒试验件,通过轴压试验研究了国产碳纤维格栅加筋圆筒的轴压稳定性。实验结果表明国产碳纤维结构件破坏载荷与进口件相比偏差小于5%,工艺稳定。采用MSC.Nastran非线性屈曲分析方法进行仿真分析,分析结果同试验值符合的较好,表明非线性屈曲分析能反映结构真实的失稳情况,更适合于分析筋条密度稀疏的格栅加筋薄壁结构。 展开更多

关键词 格栅加筋圆筒 复合材料 轴压稳定性 屈曲分析

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台阶式加筋土挡墙结构特性研究

15

作者 陈卓希 谢盛明 《珠江水运》 2010年第A08期80-83,共4页

对高度大于12m的加筋土挡墙,规范要求设置错台,但结构仍按不设错台计算,这明显存在理论缺陷。本文建立直立式和台阶式格栅加筋土挡墙有限元模型,对其结构特性进行有限元动力分析,研究表明:在加载条件相同的条件下,台阶墙与直墙相比具有... 对高度大于12m的加筋土挡墙,规范要求设置错台,但结构仍按不设错台计算,这明显存在理论缺陷。本文建立直立式和台阶式格栅加筋土挡墙有限元模型,对其结构特性进行有限元动力分析,研究表明:在加载条件相同的条件下,台阶墙与直墙相比具有墙体变形小、应力分布均匀和承载能力大等优点;但其潜在破裂面与规范推荐的0.3H破裂面假定有较大差异,并随着台阶宽度的变化而变化。因此,基于台阶式加筋土挡墙结构特性,研究并提出适合不同台阶宽度的加筋土挡墙潜在破裂面的合理计算模式,对于完善加筋土理论和工程设计规范具有重要意义。 展开更多

关键词 台阶式格栅加筋土挡墙 复合材料 结构特性 数值分析

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含分层损伤AGS起裂和扩展过程数值模拟 被引量：1

16

作者 于瑾 陈浩然 白瑞祥 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期469-474,共6页

建立了在压缩荷载下先进复合材料格栅加筋结构(AGS)后屈曲阶段的分层起裂和扩展过程的数值模拟方法.首先,基于一阶剪切变形理论和Von Karman几何非线性关系,提出了AGS结构后屈曲有限元分析模型;其次,采用总能量释放率准则,并利用虚裂纹... 建立了在压缩荷载下先进复合材料格栅加筋结构(AGS)后屈曲阶段的分层起裂和扩展过程的数值模拟方法.首先,基于一阶剪切变形理论和Von Karman几何非线性关系,提出了AGS结构后屈曲有限元分析模型;其次,采用总能量释放率准则,并利用虚裂纹闭合法(VCCT)及自适应网格的生成和移动技术分析了分层损伤的扩展过程,在分析过程中考虑了分层前缘的接触效应;最后,应用OpenGL实现了分层损伤的扩展动态可视化过程.通过典型算例,讨论了肋骨与分层中心的相对位置,以及蒙皮的铺层方式对AGS结构的分层起裂和扩展过程的影响.所提方法和所得结论对AGS结构的承载能力预测将具有参考价值. 展开更多

关键词 先进复合材料格栅加筋结构(AGS) 后屈曲 总能量释放率准则 分层起裂和扩展 OpenGL动态可视化

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