基于缺陷敏感性分析的加筋圆柱壳结构设计 被引量：18

1

作者 郝鹏 王博 +3 位作者 李刚 杜凯繁 曾杜娟 张希 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期344-349,473,共6页

为了对加筋圆柱壳进行面向低缺陷敏感度的结构设计,针对一个直径为3m的正置正交加筋圆柱壳,基于显式后屈曲数值分析,研究了预制不同幅度的内凹、外凸双曲母线形状设计的加筋圆柱壳轴压临界荷载对初始模态缺陷的敏感性。结果表明:外凸双... 为了对加筋圆柱壳进行面向低缺陷敏感度的结构设计,针对一个直径为3m的正置正交加筋圆柱壳,基于显式后屈曲数值分析,研究了预制不同幅度的内凹、外凸双曲母线形状设计的加筋圆柱壳轴压临界荷载对初始模态缺陷的敏感性。结果表明:外凸双曲母线形状可在幅度为20mm时提高含缺陷结构的轴压临界荷载,可达6.6%,表现为对缺陷的低敏感性;内凹双曲母线则可在幅度为-10mm时小幅提高完善结构的轴压临界荷载,可达1.7%;当加筋圆柱壳应用于运载火箭的燃料贮箱时,燃料加注会升高贮箱内压,因此可通过内压控制形成外凸形状来降低结构的缺陷敏感性。 展开更多

关键词 加筋圆柱壳 屈曲 临界荷载 缺陷敏感性 结构设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

铁磁梁式板磁弹性初始后屈曲及缺陷敏感性分析 被引量：5

2

作者 王省哲 郑晓静 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期33-40,共8页

从铁磁板的磁弹性广义变分原理出发,通过对铁磁板内外的磁场和板变形场的摄动技术以及采用经典 Koiter理论,对横向磁场中铁磁恳臂、简支、固支梁式薄板磁弹性稳定性的初始后屈曲行为及缺陷敏感性进行了定性研究．解析地给出了悬臂板对... 从铁磁板的磁弹性广义变分原理出发,通过对铁磁板内外的磁场和板变形场的摄动技术以及采用经典 Koiter理论,对横向磁场中铁磁恳臂、简支、固支梁式薄板磁弹性稳定性的初始后屈曲行为及缺陷敏感性进行了定性研究．解析地给出了悬臂板对初始缺陷敏感,简支和固支板对初始缺陷不敏感等结果,对悬臂梁式板理论预测的临界磁场值往往大于实验观测结果的现象从定性上给予了合理解释． 展开更多

关键词 铁磁梁式板 磁弹性耦合 后屈曲 缺陷敏感性

在线阅读 下载PDF 职称材料

顺层边坡岩体初始后屈曲性态及其缺陷敏感性 被引量：3

3

作者 杨治林 韩江水 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2006年第4期576-579,584,共5页

应用Koiter的初始后屈曲理论,视作用于顺层边坡岩体结构上的法向分力为初始缺陷,以探讨非完善系统的不稳定性。给出了边坡岩体分叉点附近的邻域,建立了一般情形下边坡岩体分叉点的平衡构形判据,以及后屈曲平衡路径和后屈曲平衡构形的稳... 应用Koiter的初始后屈曲理论,视作用于顺层边坡岩体结构上的法向分力为初始缺陷,以探讨非完善系统的不稳定性。给出了边坡岩体分叉点附近的邻域,建立了一般情形下边坡岩体分叉点的平衡构形判据,以及后屈曲平衡路径和后屈曲平衡构形的稳点性准则。证实了结构初始缺陷对屈曲的影响与突变理论在揭示结构临界平衡性态时的一致性。提供了一定条件下确定非完善结构位移场的一种方法。 展开更多

关键词 顺层边坡 初始后屈曲 缺陷敏感性 分叉点 平衡路径 平衡构形

在线阅读 下载PDF 职称材料

受压矩形截面柱在塑性阶段的缺陷敏感性分析 被引量：1

4

作者 程尧舜 方红 卢文达 《应用数学和力学》 SCIE EI CSCD 北大核心 1998年第1期9-14,共6页

对加载到塑性阶段的矩形截面柱，本文研究了几何缺陷对屈曲的影响·在分析中考虑了弹性卸载的影响·求出了荷载、缺陷大小及分叉模态幅值之间的精确渐近关系式·结果表明在塑性阶段最大承载力对小缺陷非常敏感，但当缺陷大... 对加载到塑性阶段的矩形截面柱，本文研究了几何缺陷对屈曲的影响·在分析中考虑了弹性卸载的影响·求出了荷载、缺陷大小及分叉模态幅值之间的精确渐近关系式·结果表明在塑性阶段最大承载力对小缺陷非常敏感，但当缺陷大小达到某一值后。 展开更多

关键词 缺陷敏感性 矩形截面柱 塑性卸载 屈曲 弹性卸载

在线阅读 下载PDF 职称材料

双曲线型钢结构冷却塔缺陷敏感性分析 被引量：4

5

作者 朱俊颖 吴杰 张其林 《东华大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第4期585-591,共7页

参考国内现有规范,考虑几何非线性与材料非线性,利用ANSYS软件对一座高150m的双曲线型钢结构冷却塔进行多种缺陷及多缺陷值下的稳定计算,讨论了单层网壳、双层网壳及不同网格形式下结构的缺陷敏感性.结果表明,单层网壳结构对某些缺陷敏... 参考国内现有规范,考虑几何非线性与材料非线性,利用ANSYS软件对一座高150m的双曲线型钢结构冷却塔进行多种缺陷及多缺陷值下的稳定计算,讨论了单层网壳、双层网壳及不同网格形式下结构的缺陷敏感性.结果表明,单层网壳结构对某些缺陷敏感性高,双层网壳结构中采用三角形网格时的稳定系数最高,四角锥网格的缺陷敏感性最低. 展开更多

关键词 钢结构冷却塔 缺陷敏感性 双非线性 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑缺陷作用的弹塑性屈曲加筋柱壳设计 被引量：3

6

作者 郝鹏 王博 +4 位作者 李刚 杜凯繁 张希 唐霄汉 曾杜娟 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期787-793,共7页

对于加筋柱壳等薄壁结构,轴压承载力对不同结构形式表现出不同的缺陷敏感性,寻找低缺陷敏感度的结构设计形式具有重要的研究意义.首先以分别发生弹性和塑性屈曲的两个直径3m的正交加筋柱壳为例,研究了不同幅度双曲母线形状对两者承载力... 对于加筋柱壳等薄壁结构,轴压承载力对不同结构形式表现出不同的缺陷敏感性,寻找低缺陷敏感度的结构设计形式具有重要的研究意义.首先以分别发生弹性和塑性屈曲的两个直径3m的正交加筋柱壳为例,研究了不同幅度双曲母线形状对两者承载力的影响,发现双曲母线外凸和内凹会分别提高两种加筋柱壳的轴压承载力.然后以特征值屈曲模态和单点凹坑两种缺陷为例,对具有不同幅度双曲母线的加筋柱壳开展了缺陷敏感性分析.结果表明,对于两种加筋柱壳结构均可以通过适当幅度的外凸双曲母线形状降低缺陷敏感性,为提高运载火箭加筋柱壳的可靠性储备提供了一种易实现的结构方案. 展开更多

关键词 加筋柱壳 弹塑性屈曲 缺陷敏感性 双曲母线

在线阅读 下载PDF 职称材料

风荷载作用下柱支承钢筒仓的受力性能 被引量：6

7

作者 周平槐 赵阳 黄业飞 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2005年第4期243-246,共4页

利用数值方法研究在风荷载作用下柱支承钢筒仓中圆柱壳的结构行为.首先总结作用于圆柱壳的周向风压分布,然后通过线性应力分析及几何非线性分析研究柱支承圆柱壳的受力性能特别是其稳定性,着重分析支承宽度的影响,最后探讨柱承圆柱壳的... 利用数值方法研究在风荷载作用下柱支承钢筒仓中圆柱壳的结构行为.首先总结作用于圆柱壳的周向风压分布,然后通过线性应力分析及几何非线性分析研究柱支承圆柱壳的受力性能特别是其稳定性,着重分析支承宽度的影响,最后探讨柱承圆柱壳的初始缺陷敏感性. 展开更多

关键词 钢筒仓 圆柱壳 柱支承 风荷载 非线性分析 缺陷敏感性

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于弧长法的受压球壳稳定性分析 被引量：9

8

作者 罗珊 王纬波 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期161-167,I0011,共8页

对受压球壳进行特征值屈曲分析,得到了前6阶屈曲模态及线性屈曲临界载荷;采用弧长法进行非线性有限元分析,对理想球壳施加初始扰动,通过2次扰动值折半的方法求得引起结构屈曲的最小扰动值,追踪到了屈曲分支点和全过程载荷-位移路线。基... 对受压球壳进行特征值屈曲分析,得到了前6阶屈曲模态及线性屈曲临界载荷;采用弧长法进行非线性有限元分析,对理想球壳施加初始扰动,通过2次扰动值折半的方法求得引起结构屈曲的最小扰动值,追踪到了屈曲分支点和全过程载荷-位移路线。基于前6阶屈曲模态位移,在受压球壳中分别引入2.5mm和1mm两种缺陷值,分析缺陷对球壳屈曲特性的影响。结果表明:取壳厚的0.5%即0.05mm时,得最小扰动值,近似模型与完善结构极值载荷的差值为0.93%;球壳是缺陷敏感性结构,缺陷的幅值和分布都对其极限载荷有影响,缺陷幅值与厚度比为0.1时,缺陷球壳承载力相对理想结构下降了约11%,缺陷幅值与厚度比为0.25时,承载力相对下降了约30%,说明提高球壳稳定性需要提高球壳加工精度。 展开更多

关键词 受压球壳 稳定性 弧长法 初始扰动 缺陷敏感性

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑几何缺陷的非均匀加筋圆柱壳结构优化设计 被引量：3

9

作者 荣运高 孟增 周焕林 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期458-464,共7页

为了提高加筋圆柱壳结构的承载能力,提出了一种新型的非均匀加筋圆柱壳结构设计方案,其中加筋圆柱壳筋条体系采用非均匀布置的方式。本文基于非线性显式动力学方法对非均匀加筋圆柱壳进行了稳定性分析,得到了壳体完善结构和缺陷结构的... 为了提高加筋圆柱壳结构的承载能力,提出了一种新型的非均匀加筋圆柱壳结构设计方案,其中加筋圆柱壳筋条体系采用非均匀布置的方式。本文基于非线性显式动力学方法对非均匀加筋圆柱壳进行了稳定性分析,得到了壳体完善结构和缺陷结构的承载能力。研究结果表明:在不改变结构质量的情况下,非均匀加筋圆柱壳结构以降低壳体两端刚度和增强壳体中部刚度的方式来避免壳体结构中部率先发生屈曲失稳,从而提高了薄壁结构的承载能力。此外,非均匀加筋圆柱壳结构在抵抗几何缺陷方面表现出更为优异的力学性能,具有更低的缺陷敏感性。基于此,本文构造了低缺陷敏感性的非均匀加筋圆柱壳优化模型,并应用算例证明了该优化模型的实用性以及该结构在工程中的适用性。 展开更多

关键词 加筋圆柱壳 非均匀 极限载荷 缺陷敏感性 优化设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于弧长法的南瓜型超压气球非线性后屈曲分析 被引量：2

10

作者 卜亚楼 杨燕初 +2 位作者 蔡榕 赵荣 张向强 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第22期9864-9873,共10页

稳定性研究是南瓜型超压气球设计面临的重要课题。针对南瓜球非线性屈曲过程,对含初始缺陷南瓜球的稳定性进行研究。首先,对南瓜球进行特征值屈曲分析,得到前8阶屈曲模态及线性屈曲临界载荷。然后,基于特征值分析的模态构型给出初始缺... 稳定性研究是南瓜型超压气球设计面临的重要课题。针对南瓜球非线性屈曲过程,对含初始缺陷南瓜球的稳定性进行研究。首先,对南瓜球进行特征值屈曲分析,得到前8阶屈曲模态及线性屈曲临界载荷。然后,基于特征值分析的模态构型给出初始缺陷分布,进一步利用非线性有限元中的弧长法分别计算临界缺陷模态和组合缺陷模态下对应的屈曲临界载荷。结果表明,南瓜球对初始缺陷较敏感,缺陷的幅值和分布形式对承压能力和失稳形态均有影响,承压能力随缺陷幅值增大而降低,说明提高南瓜球稳定性需要提高气球的加工精度。同时,对已失稳南瓜球的应力分布进行分析,发现失稳状态下南瓜球高应力区的应力水平远高于相同载荷下未失稳南瓜球的应力水平。可见,失稳现象极大降低了气球的承压能力。 展开更多

关键词 南瓜球 稳定性 弧长法 初始扰动 缺陷敏感性 应力分布

在线阅读 下载PDF 职称材料

柔性摩天轮结构的稳定性分析

11

作者 何基业 《农业装备与车辆工程》 2019年第4期94-101,共8页

利用ANSYS软件对福建88 m柔性摩天轮结构在不同工况组合下的稳定性分析,在恒载和活载考虑求解屈曲系数,在这种情况下只考虑活载增大到何值时结构失稳,通过尝试不同的活载大小,迭代求解使得整体的屈曲荷载系数等于1.0,这时得到的荷载为... 利用ANSYS软件对福建88 m柔性摩天轮结构在不同工况组合下的稳定性分析,在恒载和活载考虑求解屈曲系数,在这种情况下只考虑活载增大到何值时结构失稳,通过尝试不同的活载大小,迭代求解使得整体的屈曲荷载系数等于1.0,这时得到的荷载为整体结构不稳定时的临界荷载,即为结构的屈曲荷载,这时增大后的活荷载与原活载的比值称为屈曲系数;当求解结构的多阶线性屈曲模态的特征值的间隔值比较紧凑时,这种情况特征值提取是结构施加的活载与屈曲临界荷载比较接近导致的,这时就需要考虑结构的缺陷敏感性,引入缺陷敏感,分析有缺陷结构的摩天轮稳定性问题。 展开更多

关键词 摩天轮 特征值屈曲 非线性屈曲 缺陷敏感性

在线阅读 下载PDF 职称材料

双层圆柱壳在均匀轴压下的屈曲行为

12

作者 聂露清 王黎辉 唐文献 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第2期15-22,共8页

对双层不锈钢圆柱壳在均匀轴压下的屈曲性能进行研究,分别设计、制作和测量了3个名义相同的双层圆柱薄壳,其长径比均为1.7。通过对试样进行轴向压缩试验获得其载荷位移曲线和极限强度,采用弧长法对试样进行非线性屈曲分析,得到平衡曲线... 对双层不锈钢圆柱壳在均匀轴压下的屈曲性能进行研究,分别设计、制作和测量了3个名义相同的双层圆柱薄壳,其长径比均为1.7。通过对试样进行轴向压缩试验获得其载荷位移曲线和极限强度,采用弧长法对试样进行非线性屈曲分析,得到平衡曲线和临界载荷并与试验结果进行对比。另外采用数值分析法研究双层圆柱壳的缺陷敏感性,进而推测出一种用于评估双层圆柱壳承载能力的理论公式。结果表明,双层圆柱壳的平均极限强度约为单层的1.85倍,双层圆柱壳是缺陷敏感结构,其缺陷敏感性与内层壳体缺陷敏感性趋于一致,且双层圆柱壳的缺陷敏感性随长径比的增加而降低,试验结果、数值计算和理论预测具有较高一致性。 展开更多

关键词 轴向压缩 双层圆柱壳 屈曲分析 缺陷敏感性

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于局部探测法的外压球壳屈曲载荷设计方法研究

13

作者 王庆 范海贵 +1 位作者 侯怡航 顾文广 《压力容器》 北大核心 2024年第4期22-33,共12页

由于受外压球形容器的缺陷敏感性不可避免,其屈曲设计是值得关注的课题,因此系统地研究了基于局部探测法的外压条件下的缺陷敏感球壳结构屈曲设计。根据探测结果,提出了3种屈曲载荷设计方法:能量势垒法、最大曲率法、等效缺陷法。在考... 由于受外压球形容器的缺陷敏感性不可避免,其屈曲设计是值得关注的课题,因此系统地研究了基于局部探测法的外压条件下的缺陷敏感球壳结构屈曲设计。根据探测结果,提出了3种屈曲载荷设计方法:能量势垒法、最大曲率法、等效缺陷法。在考虑材料属性影响的基础上,详细介绍了3种屈曲载荷设计方法,并通过具有不同几何缺陷的球壳屈曲响应,对提出的设计方法进行对比与验证。研究结果表明,所提出的屈曲载荷设计方法与现行标准相比,能够针对特定的球壳结构,在考虑缺陷敏感性的前提下,给出精细化的屈曲载荷设计结果。利用3种特定结构对该方法进行验证,每种结构最低试验折减因子分别为0.390,0.224,0.290,而通过文中提出的设计方法计算得到的每种结构最高设计折减因子分别为0.315,0.213,0.171,均低于试验值,体现了提出的设计方法的可靠性。 展开更多

关键词 外压球壳 屈曲设计 缺陷敏感性 局部探测

在线阅读 下载PDF 职称材料

加筋薄壳结构分析与优化设计研究进展 被引量：29

14

作者 王博 郝鹏 田阔 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-12,共12页

伴随装备大型化和承载重型化等发展趋势,装备中加筋薄壳结构尺寸越来越大,成型工艺与结构细节也越来越复杂,对结构优化设计的精细程度、新型轻质结构发现和力学性能数值预测精度提出了更高的要求,给复杂板壳非线性分析模型、优化问题的... 伴随装备大型化和承载重型化等发展趋势,装备中加筋薄壳结构尺寸越来越大,成型工艺与结构细节也越来越复杂,对结构优化设计的精细程度、新型轻质结构发现和力学性能数值预测精度提出了更高的要求,给复杂板壳非线性分析模型、优化问题的数学建模和求解算法带来新的挑战。本文从加筋壳稳定性分析方法、折减因子确定方法以及考虑几何缺陷的加筋壳设计方法三个方面进行综述,介绍国内外相关研究进展。 展开更多

关键词 加筋壳 结构稳定性 缺陷敏感性 结构设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

平底圆柱钢筒仓稳定设计方法比较 被引量：9

15

作者 宋昌永 吴开成 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期978-983,共6页

　详细比较了我国新出版的《粮食钢板筒仓设计规范》和欧洲同类规范在储料荷载计算和稳定设计方面的异同,包括圆柱壳缺陷敏感性、内压和制造水平的影响.计算表明,对中心装料/卸料筒仓(H/D=1.5～3.0,D=5～40m),按我国规范计算得到的仓底... 　详细比较了我国新出版的《粮食钢板筒仓设计规范》和欧洲同类规范在储料荷载计算和稳定设计方面的异同,包括圆柱壳缺陷敏感性、内压和制造水平的影响.计算表明,对中心装料/卸料筒仓(H/D=1.5～3.0,D=5～40m),按我国规范计算得到的仓底水平压力标准值均大于相应的欧洲规范,而轴向压力标准值只有欧洲规范的60%左右.与之不同,对同一荷载组合,按中国规范稳定计算公式设计的筒仓,仓壁厚度同欧洲规范中质量制造等级为'良好'的筒仓符合较好,相差小于20%.按中国规范设计的筒仓总体上较为经济.典型大型筒仓严格的数值计算表明(H/D=1.5,D=30m),经济性有时隐含着不安全性. 展开更多

关键词 简仓 稳定设计 圆柱壳 缺陷敏感性

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于等稳定要求网壳结构截面优化设计 被引量：3

16

作者 陈世英 李维国 鹿晓阳 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期147-153,共7页

单层网壳结构是缺陷敏感结构,为降低结构稳定承载力对缺陷的敏感性,提出以稳定承载力随缺陷波动最小(等稳定)为目标函数的单层球面网壳结构截面优化设计方法,即将网壳结构杆件按照缺陷敏感区域进行分组,采用序列两级算法对该分组下的网... 单层网壳结构是缺陷敏感结构,为降低结构稳定承载力对缺陷的敏感性,提出以稳定承载力随缺陷波动最小(等稳定)为目标函数的单层球面网壳结构截面优化设计方法,即将网壳结构杆件按照缺陷敏感区域进行分组,采用序列两级算法对该分组下的网壳结构模型进行截面优化设计,考虑结构强度、刚度、双重非线性整体稳定等约束条件和随机出现的初始几何缺陷。结果表明,相比于未经截面优化设计的网壳结构,优化得到的新网壳结构在随机给定的28种满足正态分布的初始几何缺陷下,其稳定承载力的均值较大、均方差较小(稳定承载力波动较小),有效提高了网壳结构稳定承载力,降低了网壳结构稳定承载力对初始几何缺陷的敏感性,同时耗钢量略省。 展开更多

关键词 网壳 鲁棒极限承载力 截面优化设计 缺陷敏感性 分组方法

在线阅读 下载PDF 职称材料