厚壁圆筒热应力问题的传递函数方法

采用传递函数方法研究了厚壁圆筒的热应力问题.首先建立了厚壁圆筒的热弹性基本微分方程,然后运用传递函数方法求解了温度场作用下厚壁圆筒的位移与热应力,并给出其封闭形式解.数值算例表明计算结果与有限元方法的计算结果一致.该文方法还可应用于复合材料层合厚壁圆筒结构的热应力分析.     

高温下薄壁圆筒拉伸试样的应力-应变关系研究

采用试验和有限元相结合的方法对不同温度下薄壁圆筒拉伸试样的颈缩问题进行了研究。试验结果表明,薄壁圆筒试样颈缩时,其内外径均有变化,并且外径的变化比内径的变化要大。采用有限元法对薄壁圆管拉伸试件进行应力应变分析,对最小颈缩面上的应力分布的分析表明：沿着薄壁圆筒的内壁到外壁的径向方向,应力呈减小的趋势,这与试验中薄壁圆筒首先从内壁开始破坏的结果是相符合的。比较试验所得的不同温度下的拉伸曲线与采用计算机模拟的方法得到不同温度下的应力应变关系,二者符合性较好,得出了试样在特定温度下的真实应力-应变曲线。     

轴压最优圆筒——几种加劲形式的比较

直角与斜角网格加劲圆筒最优设计已有好几位作者进行了研究。本文提供在给定载荷大小和圆筒长度、半径下六种加劲形状的最小重量设计研究结果,其中有一种是胶接薄壁圆筒结构。胶接圆筒结构中,薄板迭折成单向加劲件。用两个这样带单向加劲件的薄板,使加劲件成直角地胶接在另一薄板的两面上。如果胶接很牢,就可把它作为正交加劲件处理。通过结构综合求得圆筒的最优等效厚度。通常对几个起点采用内补偿函数的方法求得结果。所考虑的破坏形式有:总体屈曲、环向加劲件之间的屈曲、蒙皮的局部屈     

旋转容器中液体小挠度晃动频率的有限元计算

前言在液体火箭贮箱内液体的晃动对全弹的控制和稳定有着重要的影响。为了在设计中充分考虑这一因素,必须对贮箱中液体的晃动频率、势态等有较准确的了解。过去常用的解析方法只能对一些最简单的贮箱形状如圆筒或其等分等,求出精确解。而对于稍微复杂一些的形状,如椭球,就难以求出精确解,只能采用等效圆筒的办法近似求解,有时会产生相当大的     

关于受集中力加劲结构的分析

本文对受有集中力的等截面、变截面梁加劲圆筒结构设计进行了分析比较,给出了等截面、变截面梁在不同设计情况下的使用范围。     

网格整体加筋贮箱圆筒壳结构优化设计

为完成网格整体加筋贮箱圆筒壳的结构优化设计,本文首先开展了网格整体加筋贮箱圆筒壳的有限元模型参数化研究;然后基于参数化模型,进行了网格加筋角度的优化设计和加筋尺寸与壁面厚度尺寸优化设计,讨论了网格尺寸和加筋角度与结构屈曲稳定性和质量之间的关系;并利用实验设计的方法构造响应面代理模型对网格尺寸和加筋角度进行了优化设计.通过以上参数化建模、代理模型构建和优化设计,得到了一套较为完整可行的网格整体加筋贮箱圆筒壳结构优化设计方法.最后还对研究过程中发现的问题进行了总结.     

网格整体加劲圆筒壳的刚度参数计算和临界载荷计算

本文用七十年代发展起来的复合材料力学理论来简化网格整体加劲圆筒亮的刚度参数计算和临界载荷计算,使得整个推导过程及计算公式十分简便,物理含意清楚。用本文的计算方法对一些算例的计算结果表明:等网格整体加劲圆筒壳对承受轴压载荷似乎有明显的优点,在等重的条件下,其临界轴压大约比两向肋条加劲圆筒壳高25～30％。     

国产T300碳纤维格栅加筋圆筒轴压稳定性研究

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。     

一种圆筒型非接触式超声电机

为提高圆筒型非接触超声电机的实用性,提出一种圆筒型非接触式超声电机,电机主要由圆筒形的定子和圆筒形的转子构成,通过轴输出扭矩。文中对该型电机的驱动机理进行了分析,利用声流理论分析该电机的驱动力,获得了堵转力矩的特性。最后采用激光多普勒测振仪测试了样机定子的振动特性,并测量了电机的转速和堵转力矩,最高转速达到2100r/min,堵转力矩为1.3×1-05N.m。研究结果表明,电机运行性能良好,理论分析方法是有效的。     

圆筒形铆接结构中铆钉的数值模拟

介绍了有限元计算中耦合节点法、多点约束(MPC)单元和梁单元等三种铆钉模拟方法的原理和使用方法。以某导弹结构抽象出的圆筒型铆接结构为例,分别用三种方法模拟结构中的铆钉,通过对三种方法的有限元结果进行比较分析,得出结论:三种方法均可正确合理的模拟铆钉;对以剪切破坏、挤压破坏和两者的组合破坏为主的圆筒型铆接结构可以采用耦合节点法模拟铆钉;对于需要考虑铆钉所受轴力的情况,可以采用MPC单元法或梁单元法模拟铆钉。     

导电薄圆筒上的电荷分布——矩量法的改进处理

设薄圆筒以X轴为轴,二端面各为x=-1,x=1。当静电平衡时面电荷密度σ(x)满足积分方程: integral from -1 to 1 G(x∣x′)σ(x′)dx′=常数 (1)设:U(x):=integral from 0 to x σ(x)dx (2)并令:g(U,U′)=G(x∣x′) (3)(1)可表为:ingegral g(U,U′)dU′=常数 (4)对于二维(即圆筒半径为无穷大)情形,(4)的解为 U=2/πsin~(-1)x (5)现以此作为一般情形的尝试解: (ⅰ)把这U区间(-1,1)作2n等分,在与U=-1,-1 2/n,……,1-2/n,1相应的n 1圆环上分布线电荷,其密度各为q_1,q_1 q_2,……,q_(n-1) q_n,q_n,使它们在与U=-1 1/n,……,1-1/n相应的n个圆环上产生相同的电位,对应于(4)可列出n阶线性方程组。 (ⅱ)解出q_1,q_2,…q_n。对于二维情形,可证: q_1=q_2=……q_(n-1) (6)对于一般情形并不如此,但可由此构成新的x-U曲线。 反复(ⅰ),(ⅱ),直到(6)近似满足而使x-U曲线稳定为止。 本法对粗圆筒特别适用,沿圆筒长度不取等分点,而是电荷越密集,取点越密,因而节省计算量,但仍提高了精密度.     

圆角方形截面高烟囱的风压分布特点

本文介绍一个圆角方形截面高烟囱在低速风洞中进行测压试验的结果。试验Re 数为3.5×10~5.试验结果表明:风压分布与截面的 R/B 值关系很大。文中还对烟囱顶部4个圆筒绕流及方柱体上绕流特点作了简单的讨论,     

复合材料缠绕接头几种受力状态的解析分析

针对复合材料缠绕接头,利用Airy 应力函数,推导出与其相关的缠绕圆筒受内外压力的应力解析表达式,进而对缠绕圆拱形梁受弯矩以及受均匀拉伸载荷、不同材质复合材料多层缠绕圆筒承受内外压力的应力分析方法进行了研究。文中讨论了接头内圆弧处应力集中系数随外/内径比值和环向/径向弹性模量比值的增加情况,并对复合材料缠绕接头的两种增强方法,即施加预应力或混杂材质缠绕进行了探讨     

钢筋混凝土结构钢筋腐蚀全过程的力学分析

将钢筋、锈层及周围混凝土简化为多层空心厚壁圆筒模型,分别采用弹性和弹塑性方法分析了钢筋均匀腐蚀过程(钢筋腐蚀引起混凝土胀裂、完全开裂、裂缝达到一定宽度)。在理论上通过分析钢筋腐蚀率、锈胀力及混凝土保护层内边缘位移的关系,建立了钢筋早期腐蚀过程中混凝土内边缘位移与腐蚀率的线性关系。     

带探针装置的倾斜卧式椭直圆筒罐罐容表函数的计算

针对带探针装置的倾斜卧式椭直圆筒罐罐容表函数(即罐内储油量与探针油位高度对应的函数关系)的理论计算问题,首先采用"冰冻"思维和相对运动等效地把倾斜卧式的情形转化为水平卧式的情形,然后根据液面与关键液面的不同位置关系采取了不同的计算方法,最后分段地得到了罐容表函数的一般表达式。     

混杂纤维缠绕壳体结构分析与设计

讨论了固体火箭发动机壳体的混杂纤维缠绕问题。给出了混杂纤维缠绕层厚度比的确定方法。以网格理论为基础,得到了混杂纤维缠绕圆筒壁厚和爆破压强的计算方法以及混杂纤维缠绕封头的分析方法。算例表明,给出的设计计算方法可用于混杂纤维缠绕壳体的初步设计。     

论中断起飞和继续起飞的决断

中断起飞是飞行中易引发事故的一种特殊情况。对中断起飞和继续起飞进行全面的,透彻的分析对于保证飞行安全,提高飞行员的专业素养有着重要的意义。以中断起飞和继续起飞的理论作为指导,经过分析,最终从操作上和训练上对解决中断起飞和继续起飞问题提出有效的见解。     

基于MSC.Nastran/HyperWorks的薄壁圆筒隔框结构拓扑优化设计

薄壁加筋结构是航空航天领域常见的一种结构型式,这类结构的强度分析和优化设计广泛地受到关注。相比自行开发软件,合理地结合商业有限元软件的优势开展结构分析和优化设计更加简单实用,且易于飞机结构设计人员掌握。提出了一个基于MSC.Nastran和HyperWorks的完整的结构分析和优化设计流程。首先,在MSC.Nastran中进行整体结构的建模和分析,然后将隔框从整体结构中隔离出来,将MSC.Nastran分析得到的隔框边界节点的位移信息作为强制位移载荷施加给隔框,然后基于HyperWorks的优化模块对隔离出的隔框单独做优化分析和拓扑结构设计。该流程合理地结合了MSC.Nastran的结构分析功能和HyperWorks的优化功能,以薄壁圆筒隔框结构中隔框部分的拓扑优化为例详细说明了流程的全部细节,通过算例表明该结构分析和优化设计流程普遍适用于大型复杂结构的优化设计问题。     

固体火箭发动机前壳体应力分析

固体火箭发动机壳体的前封头上,为了安装点火器,需要开一个极孔,用螺纹环或法兰与点火器连接。即使与壳体连接处用变厚度的锥颈过渡加强,一般在与壳体连接处仍有较高的应力集中存在,致使壳体的承载能力下降。另外,为了级间连接的需要,在封头上还要焊以圆筒形的裙部,在内压力作用下,裙的变形及受力情况也是设计者所关心的。尽管发动机壳体的后封头上还要开一个比较大的孔,但前后封头之间有较长的圆筒部分,由边缘效应理论,可将前、后壳体分别进行处理。     

剪切流场中液滴形变的三维力学模型初探

分析了油水乳化液中分散相液滴的受力及形变,从理论上提出了剪切流场中液滴形变的三维力学模型.通过实验观测了液滴在由两个同心圆筒形成的旋转剪切流场中的变形情况,并对建立的三维力学模型进行了验证.测量结果表明:实验观测值和理论值有较好的一致性.未加乳化剂时,在z方向上,随着液滴拉伸率的增加,液滴的变形收缩系数也随之增加;与未加乳化剂时相比,加入乳化剂时液滴的变形收缩系数偏离理论值更大;对于有表面活性剂的自由液滴来说,液滴破裂所需要的临界剪切率比没有表面活性剂时要低.