一、复合材料叠层圆柱壳的非线性动力稳定性理论（论文文献综述）
梁超凡[1]（2021）在《薄壁圆柱壳的本构关系非线性力学行为》文中认为本文研究了薄壁圆柱壳的非线性力学行为,在研究过程中假设本构方程中的弹性模量与应变的关系是线性的,利用数值法求出控制方程的数值解,并详细讨论了机械载荷、热载荷、本构关系非线性参数、长径比及边界条件等因素对薄壁圆柱壳的弯曲变形和中性层的影响。主要工作有:（1）基于Kirchhoff-Love假设,采用矢量法推导了薄壁圆柱壳的几何非线性方程,本构方程中假设弹性模量与应变的关系是线性的。推导了适用于壳体大挠度问题的平衡方程。（2）把推导出的基本方程进行无量纲化处理,并运用数值法求解了不同边界条件下薄壁柱壳大挠度屈曲问题的数值解,利用求得的结果分析外部机械载荷、热载荷、本构关系非线性参数、长径比及边界条件等因素对薄壁圆柱壳的弯曲变形及中性层位置的影响。结果表明:无论机械载荷还是热载荷作用下,本构关系非线性参数均会对薄壁圆柱壳的抗弯曲变形能力产生影响,且机械载荷作用时该影响比较明显,长径比的不同也会改变本构关系非线性参数对薄壁圆柱壳的平衡构形和中性层位置的影响。无论哪种边界条件,无论作用哪种载荷,薄壁圆柱壳中点无量纲挠度随着长径比增大而变化的路径均会分三个阶段。第一个阶段,薄壁圆柱壳处于单波状态,此时中点挠度最大,第二个阶段薄壁圆柱壳处于双波状态,此时随着长径比的增加中点挠度减小,第三个阶段薄壁圆柱壳处于多波状态,此时长径比对薄壁柱壳中点挠度的影响不是很明显。
江翔[2]（2020）在《钛合金圆柱耐压壳冲击作用下的承载能力分析》文中研究表明随着当今世界经济的快速地发展,陆地上的资源已远远达不到人类的发展需求,世界各国都将目光投向了浩瀚的海洋。潜水器由于其潜在能力和突出的作用,是人类探索海底未知世界的过程中不可或缺的工具,是人类探索海洋、利用海洋、保护海洋的强有力的利器。目前,载人深海探测器已被广泛应用于各国海洋探测的各项工程中。潜艇的耐压舱段是圆柱耐压壳在实际工程中最直接的应用。不管对于潜艇还是潜水器,耐压壳都起着承受深水压力,保障舱内人员及各种设备正常运作的作用,同时起着提供主要浮力的作用。常见的潜水器耐压壳体结构型式一般为球体、圆柱体、圆锥体、椭球体,或者是他们的组合形式。碰撞或是冲击是潜器最常见的事故之一,也是结构研究的热点之一。基于上述原因,本文对圆柱耐压结构冲击作用下的承载能力进行研究。基于有限元仿真方法,相关规范结合,对潜器的承载能力进行校核,并对其碰撞或是冲击情况下的承载能力进行了分析,主要研究内容如下:（1）整理归纳了船舶碰撞以及圆柱耐压壳承载能力分析的方法,并总结了圆柱耐压壳冲击载荷的形式和分析方法;（2）确定了用有限元仿真时的网格大小,并介绍了钛及其合金的优点以及本文研究所用钛合金TC4的材料属性及状态方程;（3）在相关规范的理论基础基础上,利用有限元仿真方法对圆柱形耐压壳、半球形封头耐压壳以及组合耐压壳的强度和稳定性进行仿真,并对计算结果进行校核。并对单个圆柱形耐压结构的强度、稳定性和整体的强度、稳定性进行对比,分析两者的区别并总结原因;（4）分析了冲击速度、位置、角度对圆柱耐压壳的耐撞性的影响;（5）分析计算了不同冲击载荷下圆柱耐压壳的动力特性,研究了长度和肋骨对圆柱耐压壳抗冲击能力的影响。在此基础上,得出如下结论:（1）在冲击载荷作用下,圆柱耐压壳变形会经历四个阶段:弹性变形;轴对称变形;非轴对称变形;动力失效屈曲。临界动力屈曲载荷只是圆柱壳发生非轴对称变形的最小载荷,当冲击载荷大于临界动力屈曲载荷时,圆柱壳依旧保有承受载荷的能力;（2）冲击载荷作用下,圆柱壳的长度、有无肋骨都会对其变形量造成影响。一定载荷下,肋骨刚度足够,长度越长,有肋骨的圆柱壳抗冲击能力更强。（3）发生碰撞时,碰撞速度、位置和角度都会对圆柱耐压壳结构耐撞性造成影响;
边维东[3]（2020）在《电磁谐波活齿传动系统柔轮非线性振动研究》文中研究指明电磁谐波活齿传动系统是一种涉及电磁场、谐波传动、活齿传动技术的新型减速传动系统,该系统可进行低速大扭矩输出,且该系统具有响应迅速、转动惯量小、结构简易、电流可控、传动效率与精度高等特点。为了优化该传动系统的设计参数,有效地进行系统动力学性能的评估及控制,必须研究该系统的非线性振动特性,建立非线性动力学模型,分析其内共振现象、动力稳定性、分岔与混沌等行为。本文旨在对该系统传动部件中柔轮的非线性振动特性进行研究。根据柔轮的非线性性质,本文首先建立了柔轮的非线性振动微分方程,采用Galerkin原理对振动微分方程中进行拆分,利用多尺度法求解柔轮圆柱壳径向振动模态的非线性响应,研究其1:1内共振现象、能量转换过程以及各参数改变下系统的振型。基于柔轮的非线性振动微分方程,结合Lyapunov稳定性理论、Hopf分岔理论和鞍结分岔理论,对柔轮振动的稳定性与分岔行为进行研究,之后采用Donnell-Kármán大挠度薄壁圆柱壳理论、Bubnov-Galerkin原理和Melnikov函数求得柔轮混沌振动时的Duffing方程,绘制柔轮振动系统的分岔图、相平面图、位移时程曲线图和Poincaré映射图,分析系统初值改变时柔轮振动的混沌行为以及进入混沌运动的条件。根据柔轮的混沌运动情况,利用OGY（Ott,Grebogi,Yorke）反馈控制方法来控制柔轮振动的混沌运动,并采用MATLAB分析软件进行混沌控制仿真以验证其有效性。最后,利用ANSYS仿真软件对柔轮的固有频率进行仿真以验证系统动力学方程建立的正确性。
程思凡[4]（2020）在《热噪声环境下箭体结构振动分析》文中指出随着高超音速新型地空火箭的发展,箭体结构会面临严酷的热、振动、噪声等复合载荷环境。这种环境下,箭体结构的热应力、热变形问题变得更加突出,热对结构的稳定性及动态特性产生影响,箭体结构的响应变得复杂。由于加筋圆柱壳结构大约占整个箭体结构的80%左右,本文将箭体结构简化为加筋圆柱壳模型,进行热屈曲、热模态和热噪声响应分析。本文基于Donnel的薄壳理论,建立了加筋圆柱壳的热屈曲方程,分别通过理论和仿真计算得到了临界屈曲温度,分析了临界屈曲温度存在差异的原因。建立了加筋圆柱壳的动力学基本方程,应用伽辽金原理和摄动法得到了加筋圆柱壳结构的振动频率,并通过Ansys对加筋圆柱壳结构不同温度下的模态频率和模态振型进行了仿真分析,讨论了不同温度下结构模态的变化规律。热噪声作用下,随着温度的增加加筋圆柱壳的振动跨越线性和非线性阶段,以高斯白噪声作为噪声载荷,采用实模态叠加法预测线性随机振动响应,等效线性化法预测非线性随机振动响应。对不同温度下简支加筋圆柱壳的随机振动响应进行了仿真分析,讨论了在热屈曲后噪声激励引起加筋圆柱壳结构跳变的现象。
张晓宇[5]（2019）在《线载荷作用轴向运动正交各向异性板的谐波共振》文中进行了进一步梳理复合材料是指由两种或两种以上化学、物理性质不同材料组成的高性能组合材料,轴向运动结构又广泛应用于工程实际中,所以研究轴向运动复合材料结构的振动问题具有理论和实际意义。本论文主要研究轴向运动复合材料板在线载荷作用下的谐波共振问题。基于叠层板的应力应变关系,得到轴向运动叠层板的动能、弯曲应变势能、中面应变势能、轴向拉力引起的应变势能以及外力虚功,应用Hamilton变分理论推导轴向运动叠层板的非线性振动微分方程。研究轴向运动正交各向异性条形板在线载荷作用下的亚谐波共振问题。运用伽辽金积分法,推得关于时间变量的无量纲化达芬型非线性振动微分方程组。考虑三阶位移模态形式,应用多尺度法对非线性系统的亚谐波共振问题进行求解,得到了稳态运动下三阶共振形式的共振幅频响应方程,并对解的稳定性进行了分析。得到了振幅特性变化曲线图,分析了速度、线载荷、板厚、材料属性等参量对系统共振特性的影响。研究线载荷作用下轴向运动正交各向异性条形板的超谐波共振问题。求解线载荷作用下轴向运动正交各向异性条形板的超谐波共振问题,推得关于时间变量的无量纲化非线性振动微分方程组,得到稳态运动下三阶共振形式的共振幅频响应方程。得出稳态解的稳定性判别式,并对其进行了稳定性分析。得到了振幅特性变化曲线图和与之对应的激发共振多解临界点曲线图,分析了激励力幅值对于激发共振多值解的影响。研究轴向运动正交各向异性叠层板在随从力作用下的亚谐波共振问题。运用多尺度法得到随从力作用下正交各向异性叠层板的三阶共振幅频响应方程,给出了幅频响应方程非零解的判别式。通过算例分析,给出了振幅-调谐值特性曲线与振幅-速度特性曲线的对比图,分析了速度与调谐值对于共振的影响,同时分析了随从力作用轴向运动叠层板不同层数对于共振的影响。
沈克纯[6]（2018）在《静水压力下复合材料圆柱壳体耐压性能优化设计》文中研究指明潜航器是人类开发和利用海洋的主要工具之一,是巩固海防维护国家安全的重要平台之一。潜航器工作在深水环境中,承受着巨大外部压力,壳体结构的耐压性能是设备正常工作和人员人身安全的重要保证。纤维复合材料具有轻质高强的优点,能够满足结构重量轻、浮力大、负载能力强的要求,其吸波、无磁性和耐腐蚀等特点对潜航器的寿命周期和反侦察能力具有重要意义。随着技术进步和工艺改进,纤维复合材料逐渐应用于耐压壳体结构中。纤维复合材料壳体结构的耐压性能主要包括稳定性和强度两方面内容,壳体结构的失效形式有结构失稳、强度破坏、或两者伴随产生,从保障潜航器的工作能力和人员人身安全的角度出发,解决壳体耐压问题具有重要的应用背景和现实意义。论文主要通过理论分析对不同几何特征、不同缠绕方式下结构临界失稳载荷和屈曲模态进行系统深入研究。通过数值模拟研究后屈曲路径下缠绕角度对失效的影响及失效扩展规律。建立优化设计平台,综合考虑稳定性和强度两种因素,对纤维缠绕圆柱壳体的承压能力进行优化设计,提出了金属内衬增强方式。搭建静水压力下壳体耐压性能测试平台,开展了试验研究。主要研究内容及创新性成果有:（1）首创性的将纤维复合材料圆柱壳体屈曲载荷的数值求解从薄壳推广应用到中厚壳体。在板壳理论框架下,结合纤维复合材料的各向异性,引入附加载荷,实现了对纤维缠绕圆柱壳体稳定性的建模,根据边界条件和屈曲特征,评估形函数,得到临界失稳载荷和屈曲模态。在此基础上,定义无量纲参数,研究壳体几何参数、纤维缠绕方式对结构稳定性的影响,总结出临界失稳载荷和屈曲模态的变化规律。基于理论解析模型,对纤维缠绕圆柱壳体稳定性进行优化设计,研究纤维缠绕角度和层数对临界失稳载荷的影响,并通过有限元分析验证了优化方法高效准确的特点。（2）以Tsai-Wu失效准则为判据建立了判断静水压力下纤维缠绕圆柱壳体强度失效的模型,研究静力阶段和后屈曲阶段的结构变形,得到后屈曲路径下结构承载能力变化规律和壳体变形规律。在一阶失稳模态的基础上,对后屈曲路径下壳体的层内失效进行数值分析,追踪纤维层失效系数,研究纤维缠绕角度对失效层的影响,总结失效层扩展规律。对纤维缠绕圆柱壳体强度进行优化设计,研究纤维缠绕角度和层数对壳体失效载荷的影响。（3）首次提出纤维复合材料圆柱结构失稳和强度破坏之间的不平衡问题,并提供解决方案。建立纤维复合材料圆柱壳体承压能力优化设计平台,研究不同纤维材料壳体耐压性能的差异。对碳纤维、硼纤维和玻璃纤维复合材料圆柱壳体的耐压性能进行优化设计,研究不同壁厚情况下纤维缠绕角度、层数对耐压性能的影响,优化后“短板效应”明显降低,承载能力能够同时满足结构稳定性和壳体强度的要求。提出铝合金内衬和钛合金内衬两种增强方式,对比研究铝合金内衬和钛合金内衬的增强效果,分析金属内衬对结构临界失稳载荷、强度临界失效载荷及承载能力的影响,总结增强机理。（4）设计并搭建了耐压性能测试平台,开展静力工况和爆破工况下碳纤维圆柱壳体耐压性能试验研究。采用动态应变位移测试分析系统采集测点应变和位移信息,研究静力范围内舱体内壁、金属裙边的应变响应;设计不同的封头模型,研究不同封头结构形式的应变响应;对舱体中间壁面进行位移分析,研究舱体结构变形规律。分析爆破工况下测点应变信息,研究舱体和金属裙边的非线性力学行为,揭示了舱体应变规律与裂纹扩展路径之间的关联。
代其义[7]（2018）在《薄壁壳体结构的自由振动及参激失稳特性研究》文中研究指明薄壁壳虽然厚度很薄,但具有较高的强度和刚度,因此被广泛应用于航空航天、土木工程、机械工程和海洋工程等工业领域。基于线弹性理论的薄壁壳自由振动特性分析是进一步研究其载荷作用下动力学行为的基础。目前针对薄壁壳结构自由振动特性的研究,学者们已经提出了许多适用性较强的近似分析方法。然而,寻求一种简单高效的数值方法仍然具有重要的意义。近年来,Haar小波方法逐步应用于结构动力学领域并有学者采用该方法研究了静态薄壁壳的自由振动,然而该方法在薄壁壳其他振动特性分析方面的应用还未见到报道。工作状态下,薄壁壳结构有可能会受到轴向周期性载荷的作用,当外激励频率与系统固有频率满足某种关系时,壳可能会发生参激共振,这一现象往往会带来结构性破坏。针对静态薄壁壳的参激振动稳定性,已有的文献大部分都是采用Bolotin方法的一阶近似求解其主不稳定区,而并未得到其高阶近似的主不稳定区。对于转动薄壁壳的情形,Bolotin方法因不满足于陀螺系统的Floquet乘子假设,多尺度法受限于小参数情形,因此有必要采用新的方法来来处理该类问题。本论文从薄壁壳结构的自由振动特性分析出发,开展了静态和转动情形下薄壁壳结构在周期性载荷作用下的参激失稳特性研究,扩展了Haar小波方法在结构动力学领域的应用范围,提出了转动薄壁壳参激稳定性分析的新方法,主要内容与成果可以概括如下:简化了Haar小波方法在静态薄壁壳自由振动分析中的计算过程,并将其应用于不同边界条件下转动薄壁锥壳的振动特性分析。转动锥壳的动力学方程通过Love一阶近似壳体理论建立,采用Haar小波级数表示轴向振型,Fourier级数表示环向振型,结合边界条件方程得到了分析转动锥壳自由振动特性的特征方程,研究了边界条件、转速和几何特征参数对转动锥壳固有频率和振型的影响。对不同情况下锥壳的半顶角对其行波频率特性的分析表明,当锥壳的轴向长度变化时,保持母线长度不变的情形下频率参数随着半顶角的增大均呈现单调减小的趋势,而保持两端半径不变的情形下频率参数随着半顶角的增大均呈现先增大后减小的变化趋势;当锥壳的轴向长度不变时,频率参数随着半顶角的增大而单调减小,发现转动锥壳的临界转速仅发生在环向波数等于1的情形,在该模态下锥壳可能会发生动力失稳。采用Haar小波方法结合Bolotin法研究了薄壁锥壳受周期性轴向载荷作用时的参激振动。对比了压缩和拉伸载荷作用下主不稳定区一阶和二阶近似结果的差异,发现压缩载荷作用下,当参数激励的幅值较大时,一阶近似和二阶近似主不稳定区结果的差异会比较明显,拉伸载荷作用下,两者的结果基本相同。压缩载荷和拉伸载荷作用下,锥壳主不稳定区的大小都随静态载荷系数的增大而显着变宽;锥壳长径比的减小和径厚比的增大都会使得主不稳定区的宽度变宽;讨论了不同情形下锥壳的半顶角对其主不稳定区的影响,结果表明,主不稳定区的移动方向和大小在不同情形下随半顶角的变化均呈现出明显不同的变化趋势。基于假设模态法和Floquet指数法研究了周期性轴向载荷作用下两端简支转动圆柱壳的参激振动稳定性行为,分析了转速、环向波数、粘性阻尼、静态载荷系数和几何参数等对不稳定区域大小和位置的影响。结果表明,由于转动效应的影响,转动圆柱壳的并不存在主不稳定区而仅存在组合不稳定区;环向波数对应的激励频率越低,其对应的不稳定区的宽度越宽;对于非转动圆柱壳,不稳定区随着阻尼的增大持续减小,而对于转动圆柱壳,考虑阻尼时稳定区和不稳定区的分界线与不计阻尼时稳定区和不稳定区的分界线出现了交叉,这意味着在某些条件下通过引入阻尼的措施可能使得转动圆柱壳的稳定性降低。采用Haar小波方法结合Floquet指数法研究了转动锥壳的参激振动稳定性,分析了不同参数对四种边界条件下的稳定性区域的影响。研究发现,同转动圆柱壳的结果类似,转动锥壳也没有发现主不稳定区,而仅存在组合不稳定区,不稳定区的宽度随边界约束的增强而减小;对于环向波数等于1的情形,随着转速的升高,不同边界条件下不稳定区的变化趋势存在明显差异,而当环向波数等于3时,不同边界下的不稳定区均随转速的升高向高频方向移动,其宽度也随之减小。本论文以工程中常用的圆柱壳和锥壳为研究对象,开展了该类结构的自由振动分析以及周期性载荷作用下的参激失稳特性分析,其研究内容与成果丰富了薄壁壳结构的动力学理论,对于增强该类结构在动载荷下的稳定性具有一定的理论指导意义。
欧翔[8]（2018）在《基于弱形式求积元法的复合材料层合加筋壳稳定性及动响应研究》文中研究说明复合材料层合壳已经成为土木、机械、海洋工程以及航天航空工业等领域中不可或缺的材料之一。尤其在航天航空工业领域中,复合材料层合壳因其质轻的特点和优秀的力学性能而备受青睐。为了达到飞行器减重的目的,飞行器的梁腹、机身蒙皮、机翼以及尾翼等部件均大量采用复合材料层合壳及其加筋形式。在服役过程中,这些部位将承受各种静力载荷、温度载荷以及由于高速气流造成的冲击载荷,其破坏形式往往表现为大变形屈曲破坏。因此需要对热力耦合作用下的复合材料层合壳及其加筋形式热分叉屈曲和动力响应特性进行研究。针对以上问题,本文对复合材料层合壳及其加筋形式进行了非线性分叉屈曲和动力响应参数分析。该研究有助于优化结构设计,在保证安全的情况下有效减轻结构重量。弱形式求积元法（简称求积元）是一种基于变分原理和高阶插值近似思想,以数值积分和微分求积法为核心进行数值近似的微分方程求解方法。该方法在大尺度单元中对场变量的高阶近似能极大简化复杂几何构型求解域的处理过程。复合材料层合加筋壳构型复杂,其非线性分叉屈曲和动力响应分析计算规模庞大。为了减少计算量,提高计算效率,避免低阶有限元中常见的闭锁问题。本文选择五自由度壳模型和六自由度梁模型,基于求积元法构造复合材料层合圆柱壳及加筋圆柱壳模型,对其在热力场耦合作用下的分叉屈曲及动力响应进行研究,内容如下:（1）基于弱形式求积元法建立复合材料层合壳及加筋壳模型,结合弧长法及模态扰动法等路径追踪算法,构造了一种既能够准确识别分叉屈曲点,又能够对屈曲及分叉屈曲全过程进行追踪的新型高效分析方法。该方法有效解决了通用有限元程序因分叉点处结构的总体刚度矩阵退化而无法检测分叉屈曲点的问题,实现了对复合材料层合壳和加筋壳分叉屈曲点的监测及对所有分叉屈曲路径的准确追踪。（2）采用完全拉格朗日格式结合弧长法构造层合壳非线性平衡方程,监视系统切线刚度矩阵特征值,找出分叉屈曲点,施加与特征向量相应的扰动,追踪其屈曲路径。结果表明圆柱壳中部铺层顺序对分叉屈曲点的个数影响较大,顶部和底部铺层对分叉屈曲点个数几乎没有影响。此外,随着圆柱壳曲率的增大和厚度的减小,分叉屈曲点个数会增加。（3）将层合圆柱壳分叉屈曲计算方法应用于圆柱加筋壳。研究发现,圆柱壳90o铺层越多,加筋数目越少,则分叉屈曲点个数越多,但筋条的铺层顺序以及铺层形式均对分叉屈曲点个数影响不大。此外,可以通过提高筋条横截面高宽比、增加筋条数目、增加壳体90o铺层数目等方式提高圆柱壳的载荷极大值点。（4）引入温度场,追踪了层合圆柱壳和加筋壳热分叉屈曲路径,分析壳体铺层角度、曲率、厚度以及筋条对其热分叉屈曲的影响,研究发现,壳体顶部和底部铺层对热分叉屈曲路径数目影响较大,中部铺层影响较小,准各项同性铺层壳的热屈曲曲线单调上升,但非准各向同性铺层壳存在位移回跳现象。降低圆柱壳曲率、增加圆柱壳厚度、筋条数目以及筋条截面高宽比均能有效减少分叉屈曲路径数量;热力耦合作用下,圆柱壳及加筋壳主曲线载荷极大值点随着温度的升高而升高,但温度对分叉屈曲路径数量没有影响。（5）采用Newton-Raphson迭代法和Newmark法推导受边缘均布冲击载荷作用的壳体非线性动力平衡方程。计算圆柱壳铺层角度、几何参数以及冲击载荷峰值和持续时间、边界条件对壳体非线性动力响应的影响。研究发现,顶部和底部铺层对中心点的非线性动力响应曲线形状影响很大,中部铺层顺序对此影响不大。增加圆柱壳中部铺层角度为90o的铺层数目、降低壳体曲率、增加壳体厚度均能有效提高圆柱壳抗冲击性能。冲击载荷峰值越高、持续时间越短,则圆柱壳挠度峰值越大。（6）将层合圆柱壳非线性动力响应的计算方法应用于圆柱加筋壳。结果表明,增加壳体厚度、中部铺层为90o的铺层数目、加筋数目、筋条截面高宽比以及降低圆柱壳曲率均有助于提高加筋壳的抗冲击性能。本文基于求积元法对复合材料层合圆柱壳及加筋壳进行了非线性分叉屈曲、热分叉屈曲、热力耦合分叉屈曲和动力响应参数分析。实践证明求积元法在非线性分叉屈曲和动力响应分析中具有独到的优势。参数分析为复合材料层合圆柱壳及其加筋形式的设计和制造应用提供了的理论指导。
饶东海[9]（2017）在《功能梯度材料椭圆柱壳热弹塑性屈曲研究》文中研究指明本文通过半解析方法,研究了功能梯度材料（FGM）椭圆柱壳的弹塑性屈曲问题。FGM的弹塑性材料属性由TTO模型描述,材料梯度特征由组分体积比的幂律分布规律定义,将两者结合弹塑性流动理论,给出了FGM弹塑性材料本构模型;基于前屈曲均匀应变假设,材料弹塑性交界面位置由Mises屈服准则确定,并用于结构前屈曲状态分析;将FGM材料本构模型,结合Donnell壳体理论,并运用伽辽金法,得到FGM椭圆柱壳弹塑性屈曲控制方程和壳体临界内力的解析表达式;结构的弹塑性屈曲临界荷载由该表达式,结合壳体的前屈曲内力迭代收敛后得出。通过上述方法,本文针对轴压弹塑性FGM椭圆柱壳的屈曲问题、弹塑性FGM椭圆柱壳的热屈曲问题开展研究。关于前者,结合FGM线性强化弹塑性本构模型,得到了结构弹塑性轴向压缩屈曲临界荷载。结果表明:FGM椭圆柱壳弹塑性屈曲结果与等周长的FGM圆柱壳进行对比,相对于等周长的圆柱壳,随着截面离心率的增大,承载力减小,结构的稳定性下降。对于后者,结合幂律强化FGM弹塑性本构模型,考虑均匀分布、线性分布以及非线性分布（考虑热传导效应）温升环境,并计及材料物性温度相关性的影响,计算了结构屈曲临界温升。结果表明:在FGM柱壳热屈曲分析,必须考虑物性温度相关性的影响,否则结果会被高估10%;线性温升和非线性温升环境下,随着外界温度的升高,弹塑性交界面从陶瓷面向金属面移动;而均匀温升环境下则恰恰相反,弹塑性交界面从金属面向陶瓷面移动。此外,结构的几何参数,材料组分参数对FGM椭圆柱壳热弹塑性屈曲也有较大的影响;随壳体径厚比的增大,结构屈曲临界荷载和临界温升均减小;增加陶瓷含量,结构屈曲临界荷载和临界温升将增加,且壳体趋于发生弹性屈曲;若增加金属含量,则结论正好相反。最后用ABAQUS进行数值模拟,考虑了材料和几何非线性,得到的数值解与当前理论结果相吻合。
闫光[10]（2013）在《轴压载荷下复合材料层合圆柱壳的设计与试验研究》文中认为飞行器舱段在在飞行过程中除了受到轴向压缩载荷外，还要承受由自身重量引起的惯性载荷。轴向压缩破坏是其主要的破坏形式，当飞行器舱段复合材料圆柱壳体结构所受的压缩载荷达到某一临界值时壳体结构的平衡将会发生改变,导致结构失稳或屈曲,无法保证正常飞行。本项研究针以飞行器舱段结构为例，采用试验研究与数值分析相结合的方法，对四种不同初始缺陷类型的圆柱壳体在轴向压缩载荷作用下的强度和屈曲特性进行了试验研究，采用经典理论对正交铺层的圆柱壳体临界屈曲载荷进行了计算，在此基础上对各类不同铺层的圆柱壳体及经过口盖修复的圆柱壳体的屈曲特性进行了有限元分析，给出了飞行器舱段轴向压缩稳定性的优化设计，为复合材料圆柱壳舱段设计提供了理论依据。研究成果可用于舱段复合材料结构设计，保障了飞行器舱段结构在使用过程中不发生失稳和破坏，具有重要的工程应用价值。主要研究内容包括：一、飞行器舱段为例，研制了全尺寸的四种含有不同初始缺陷的复合材料圆柱壳体试验件，并分别对其进行了轴向压缩破坏试验。采用多通道数据采集器进行试验数据采集和可视化实时监测壳体各部位的应变变化状态。通过试验研究得出了飞行器舱段的压缩失稳破坏载荷及各个测量点的有效试验数据；二、通过对试验结果数据进行数值分析，得出了四种含有不同初始缺陷的复合材料圆柱壳体试验件在轴向压缩载荷作用下的破坏形式，均为压缩屈曲破坏。根据测得的四种复合材料圆柱壳体结构轴向压缩破坏试验结果数据和载荷输入—应变输出关系曲线、时间—应变关系曲线和位移—应变关系曲线，得出以下结论：1、完整复合材料圆柱壳结构的破坏形式为屈曲破坏，破坏时中段的变形比较明显。结构破坏时复合材料层间破坏的情况比较严重。2、含椭圆开孔的圆柱壳体结构在结构受载过程发生了非线性屈曲变形。在136kN时发生局部破坏，但是仍然具有承载能力，当载荷达到144kN时结构完全破坏，失去承载能力。结构破坏主要集中在椭圆形开孔右侧，结构产生断裂，裂痕沿周向延伸至后方，应力集中部位与有限元分析结果相一致。3、含开缝的圆柱壳体结构在受到轴向压缩载荷的状态下出现了较为复杂的屈曲变形，当载荷达到315kN时出现了局部破坏，在320kN和330kN时陆续出现局部破坏，当载荷达到338kN时，结构完全破坏。最终裂痕出现的开缝的中间位置的左侧，破坏形式为内凹。而开缝右侧变形较为复杂，中段偏上部位和偏下部位在结构出现破坏时呈外凸，而中段部位则是内凹破坏，反映了柱壳结构失稳时的复杂变形。4、含低速冲击损伤复合材料圆柱壳体结构破坏载荷为360kN，结构在受轴向压缩载荷过程中并未出现大幅度的非线性屈曲变形，结构破坏形式为压缩断裂破坏。5、在压缩过程中所有圆柱壳体试验件屈曲变形均主要集中在圆柱壳体中部，试验件两端仍然为线弹性变形。其中完整圆柱壳体和含冲击损伤的圆柱壳体两种相对完好的试验件，在轴向受压缩载荷时屈曲变形较小，而开缝和开椭圆形孔的圆柱壳体在轴向受压时的非线性屈曲变形较大，试验结果表明在轴向载荷作用下复合材料圆柱壳体的损伤越大其稳定性越差。三、通过ANSYS有限元软件建立了四种复合材料圆柱壳体的有限元模型，分析其在受到轴向压缩载荷作用下的屈曲特性，从而得到各个复合材料圆柱壳体的1到10阶特征屈曲载荷。与试验结果对比，发现含有不同初始缺陷的复合材料圆柱壳体试验件在轴向压缩载荷作用下，其破坏屈曲载荷数值在第4阶与第5阶特征屈曲载荷之间，进而得出了该复合材料圆柱壳体在轴向压缩载荷作用下的破坏屈曲载荷判断区间。四、基于ANSYS有限元分别计算各圆柱壳体特征屈曲载荷，并计算复合材料圆柱壳体铺层角度的变化对轴向压缩载荷的影响。得出了在四种不同初始损伤的复合材料圆柱壳体屈曲特性；铺层角度与特征屈曲载荷之间的关系曲线。给出了四种复合材料圆柱壳体的最优铺层角度，从而提升了在轴向压缩载荷下的屈曲强度。五、为了对矩形开口的复合材料圆柱壳体进行补强，在壳体上加装复合材料口盖，设计复合材料口盖的铺层角度和铺层厚度，提出了一种在受轴向压缩载荷时，稳定性高而且又经济的口盖设计方案。综合考虑复合材料加强口盖的优化铺层方式、铺层厚度和不含口盖的复合材料圆柱壳结构的优化铺层方式，提出了一种含矩形口盖的复合材料圆柱壳体结构优化设计方法。经过优化设计后的舱段结构的屈曲强度与完整的柱壳结构基本相当，反映出经优化设计后的飞行器舱段得到了有效的修补和增强，满足了等强度设计和维修使用要求。本项研究已经用于飞行器结构设备舱段设计，具有重要的工程意义和实用价值。
二、复合材料叠层圆柱壳的非线性动力稳定性理论（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、复合材料叠层圆柱壳的非线性动力稳定性理论（论文提纲范文）
（1）薄壁圆柱壳的本构关系非线性力学行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 壳体理论的发展 |
| 1.1.1 壳体经典理论 |
| 1.1.2 壳体非线性(大挠度)理论 |
| 1.2 柱壳结构的研究现状 |
| 1.2.1 柱壳结构弯曲及稳定性的研究背景及研究意义 |
| 1.2.2 圆柱壳结构的研究现状 |
| 1.3 非线性本构关系 |
| 1.4 本文采用的数值算法 |
| 1.5 本文的研究内容 |
| 第2章 薄壁柱壳的非线性基本方程 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基本方程的推导 |
| 2.2.1 中曲面几何方程 |
| 2.2.2 与中面平行的曲面上的应变 |
| 2.2.3 壳体的物理方程 |
| 2.2.4 壳体的平衡方程 |
| 2.3 薄壁柱壳的大挠度基本方程的简化 |
| 2.3.1 圆柱壳的大挠度方程 |
| 2.3.2 轴对称情况下薄壁圆柱壳的大挠度基本方程 |
| 2.4 微分方程的无量纲化 |
| 第3章 机械载荷作用下薄壁圆柱壳变形的数值分析 |
| 3.1 两端不可移简支 |
| 3.2 两端固定 |
| 3.3 长径比的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 热载荷下薄壁圆柱壳变形的数值分析 |
| 4.1 两端不可移简支 |
| 4.2 两端固定 |
| 4.3 长径比的影响 |
| 4.4 本章总结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读硕士学位期间所发表的论文 |
（2）钛合金圆柱耐压壳冲击作用下的承载能力分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 钛合金研究现状 |
| 1.2.2 耐压壳研究现状 |
| 1.2.3 圆柱形耐压壳冲击作用下的承载能力研究现状 |
| 1.2.4 船舶碰撞研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 圆柱耐压结构承载能力计算方法与有限元仿真技术 |
| 2.1 圆柱耐压壳结构承载能力理论计算方法 |
| 2.1.1 圆柱耐压壳失稳能量计算 |
| 2.1.2 圆柱耐压壳受力分析 |
| 2.1.3 圆柱耐压壳的理论临界压力的修正 |
| 2.2 圆柱耐压壳结构有限元仿真技术 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 圆柱耐压结构承载能力静力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 圆柱耐压结构承载能力理论分析 |
| 3.2.1 环肋圆柱壳承载能力理论分析 |
| 3.2.2 轴向冲击作用下的圆柱耐压壳屈曲理论 |
| 3.2.2.1 非轴对称屈曲的动力基本方程 |
| 3.2.2.2 轴对称屈曲的动力基本方程 |
| 3.3 环肋圆柱壳有限元承载能力计算 |
| 3.3.1 单元与网格划分 |
| 3.3.2 环肋圆柱壳有限元强度计算 |
| 3.3.3 环肋圆柱壳有限元稳定性计算 |
| 3.3.3.1 特征屈曲分析 |
| 3.3.3.2 非线性失稳分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 圆柱耐压壳冲击作用下的动力屈曲分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 临界动力屈曲载荷判断准则及方法 |
| 4.3 有限元分析计算模型 |
| 4.4 不同冲击载荷下圆柱耐压壳的变形 |
| 4.5 临界动力屈曲载荷的判断 |
| 4.6 影响圆柱耐压壳轴向动力屈曲的因素 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 圆柱耐压壳水面冲击作用下的耐撞性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于ANSYA/LS-DYNA的钛合金圆柱耐压壳模型 |
| 5.3 基于ANSYA/LS-DYNA的钛合金圆柱耐压壳模型处理 |
| 5.3.1 圆柱耐压壳单元的选择 |
| 5.3.2 网格划分 |
| 5.4 圆柱耐压壳水面冲击分析 |
| 5.5 圆柱耐压结构水面冲击方案 |
| 5.5.1 圆柱耐压结构-水面礁石 |
| 5.5.2 圆柱耐压结构-其他船体 |
| 5.6 冲击速度对圆柱耐压壳体耐撞性的影响 |
| 5.6.1 圆柱耐压壳-礁石 |
| 5.6.1.1 应力分析 |
| 5.6.1.2 能量分析 |
| 5.6.2 圆柱耐压壳-其他船体 |
| 5.6.2.1 应力分析 |
| 5.6.2.2 能量分析 |
| 5.7 冲击位置对圆柱耐压壳体耐撞性的影响 |
| 5.8 冲击角度对圆柱耐压壳耐撞性的影响 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）电磁谐波活齿传动系统柔轮非线性振动研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 电磁谐波活齿传动系统柔轮的特点 |
| 1.3 柔轮非线性振动的研究意义 |
| 1.3.1 柔轮内共振现象的研究意义 |
| 1.3.2 柔轮分岔现象的研究意义 |
| 1.3.3 柔轮混沌现象及OGY混沌控制的研究意义 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 谐波传动机构研究现状 |
| 1.4.2 活齿传动机构研究现状 |
| 1.4.3 内共振现象研究现状 |
| 1.4.4 圆柱壳分岔、混沌行为研究现状 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第2章 电磁谐波活齿传动系统柔轮内共振分析 |
| 2.1 柔轮非线性动力学基本方程的建立 |
| 2.1.1 柔轮受到的径向电磁力 |
| 2.1.2 柔轮径向振动的模型 |
| 2.1.3 柔轮振动的几何方程 |
| 2.1.4 柔轮振动的物理方程 |
| 2.1.5 柔轮振动的内力方程 |
| 2.2 柔轮振动时非线性动力学方程的建立 |
| 2.2.1 柔轮非线性动平衡方程的建立 |
| 2.2.2 柔轮固有频率的计算 |
| 2.3 柔轮非线性动力学方程的求解 |
| 2.3.1 柔轮非线性径向振动微分方程的建立 |
| 2.3.2 多尺度法求解柔轮振动非线性动力学方程 |
| 2.4 柔轮1:1内共振下的幅频特性曲线 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 电磁谐波活齿传动系统柔轮分岔与混沌行为分析 |
| 3.1 振动稳定性与分岔行为简述 |
| 3.1.1 李雅普诺夫稳定性理论简述 |
| 3.1.2 分岔行为简述 |
| 3.2 柔轮振动时的稳定性与分岔行为分析 |
| 3.3 柔轮混沌振动Duffing方程的计算 |
| 3.3.1 混沌理论简述 |
| 3.3.2 混沌行为的数值识别方法 |
| 3.3.3 柔轮振动的Duffing方程 |
| 3.4 计算轨道参数方程 |
| 3.4.1 异宿轨道参数方程的计算 |
| 3.4.2 同宿轨道参数方程的计算 |
| 3.5 同宿、异宿轨道混沌阈值的求解 |
| 3.5.1 异宿轨道混沌阈值的计算 |
| 3.5.2 同宿轨道混沌阈值的计算 |
| 3.6 柔轮振动系统的混沌识别数值分析 |
| 3.6.1 异宿轨道的混沌识别数值分析 |
| 3.6.2 同宿轨道的混沌识别数值分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 电磁谐波活齿传动系统柔轮OGY混沌控制与仿真 |
| 4.1 柔轮OGY混沌控制设计 |
| 4.1.1 柔轮混沌运动控制方程的建立 |
| 4.1.2 控制柔轮的混沌运动 |
| 4.2 柔轮OGY混沌控制仿真 |
| 4.3 柔轮固有频率的仿真验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（4）热噪声环境下箭体结构振动分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.2 国内外发展现状与分析 |
| 1.2.1 加筋圆柱壳结构的研究现状 |
| 1.2.2 热屈曲与热后屈曲研究现状 |
| 1.2.3 热噪声载荷环境下结构振动响应的研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 加筋圆柱壳的有限元模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 加筋圆柱壳的模型简化 |
| 2.3 加筋圆柱壳的动力学模型 |
| 2.3.1 动力学有限元基础方程 |
| 2.3.2 非线性问题 |
| 2.3.3 时间积分方法 |
| 2.4 频率和振型的求解 |
| 2.5 基本方程以及临界应力的确定 |
| 2.6 加筋圆柱壳的有限元建模 |
| 2.6.1 加筋圆柱壳材料属性和几何参数设定 |
| 2.6.2 单元的设定 |
| 2.6.3 模型和网格划分 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 加筋圆柱壳的有限元模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 加筋圆柱壳屈曲方程 |
| 3.3 仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 加筋圆柱壳热模态分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 加筋圆柱壳结构热模态分析 |
| 4.2.1 加筋圆柱壳结构动力学基本方程 |
| 4.2.2 伽辽金法 |
| 4.2.3 方程离散 |
| 4.2.4 加筋圆柱壳在热载荷作用下的振动特性 |
| 4.3 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 热噪声作用下加筋圆柱壳的振动响应分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非线性问题分类 |
| 5.3 随机噪声激励载荷的确定 |
| 5.4 线性随机振动响应 |
| 5.5 非线性随机振动响应 |
| 5.6 仿真分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）线载荷作用轴向运动正交各向异性板的谐波共振（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 复合材料结构振动问题的研究 |
| 1.2.2 轴向运动梁振动问题的研究 |
| 1.2.3 轴向运动板振动问题的研究 |
| 1.3 课题主要研究内容及方法 |
| 第2章 轴向运动叠层板非线性振动方程 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 轴向运动叠层板振动方程的建立 |
| 2.2.1 复合材料叠层板应力应变关系 |
| 2.2.2 轴向运动叠层板势能 |
| 2.2.3 轴向运动叠层板动能 |
| 2.3 哈密顿变分原理建立振动方程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 线载荷作用轴向运动条形板的亚谐波共振 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 轴向运动条形板振动微分方程 |
| 3.3 多尺度法求解亚谐波共振问题 |
| 3.3.1 一阶共振情形 |
| 3.3.2 二阶共振情形 |
| 3.3.3 三阶共振情形 |
| 3.4 稳定性分析 |
| 3.5 算例分析 |
| 3.5.1 振幅随调谐值变化规律 |
| 3.5.2 振幅随激励力变化规律 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 线载荷作用轴向运动条形板的超谐波共振 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多尺度法求解超谐波共振问题 |
| 4.2.1 一阶共振情形 |
| 4.2.2 二阶共振情形 |
| 4.2.3 三阶共振情形 |
| 4.3 稳定性分析 |
| 4.4 算例分析 |
| 4.4.1 振幅随频率调谐值变化规律 |
| 4.4.2 振幅随激励力变化规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 随从力作用轴向运动叠层板的亚谐波共振 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 面内运动条形板振动微分方程 |
| 5.3 多尺度法求解 |
| 5.3.1 一阶共振情形 |
| 5.3.2 二阶共振情形 |
| 5.3.3 三阶共振情形 |
| 5.4 算例分析 |
| 5.4.1 振幅随频率调谐值变化规律 |
| 5.4.2 振幅随速度变化规律 |
| 5.4.3 振幅随激励力变化规律 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（6）静水压力下复合材料圆柱壳体耐压性能优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 纤维复合材料圆柱壳体耐压性能研究现状 |
| 1.2.1 稳定性研究 |
| 1.2.2 强度失效研究 |
| 1.3 纤维复合材料圆柱壳体耐压性能优化 |
| 1.4 复合材料壳体结构承压测试研究现状 |
| 1.5 本文研究内容与结构安排 |
| 第二章 纤维复合材料圆柱壳体屈曲行为研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 纤维复合材料圆柱壳体在静水压力下的屈曲控制方程 |
| 2.2.1 平衡方程 |
| 2.2.2 本构方程 |
| 2.2.3 几何变形关系 |
| 2.2.4 屈曲控制方程及求解 |
| 2.3 三角类形函数 |
| 2.3.1 边界条件和屈曲特征 |
| 2.3.2 残差及特征方程 |
| 2.4 梁振动模态形函数 |
| 2.4.1 边界条件和屈曲特征 |
| 2.4.2 残差及特征方程 |
| 2.5 数值分析与验证 |
| 2.5.1 数值分析 |
| 2.5.2 对比验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 纤维复合材料圆柱壳体稳定性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 几何因素对稳定性的影响 |
| 3.2.1 径厚比的影响 |
| 3.2.2 长径比的影响 |
| 3.3 刚度系数对稳定性的影响 |
| 3.3.1 不同径厚比情况下刚度系数的影响 |
| 3.3.2 不同缠绕方式情况下刚度系数的影响 |
| 3.4 纤维缠绕角度和层数对稳定性的影响 |
| 3.4.1 稳定性优化设计方法 |
| 3.4.2 纤维缠绕角度和对应层数的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 纤维复合材料圆柱壳体强度失效研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 强度准则 |
| 4.2.1 Tsai-Wu失效准则 |
| 4.2.2 强度参数的确定 |
| 4.3 层失效 |
| 4.3.1 屈曲变形 |
| 4.3.2 失效路径 |
| 4.4 纤维缠绕角度和层数对强度的影响 |
| 4.4.1 强度分析平台 |
| 4.4.2 纤维缠绕角度和层数的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 纤维复合材料圆柱壳体耐压性能优化与增强方式研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 优化设计平台 |
| 5.2.1 优化算法 |
| 5.2.2 数值模拟 |
| 5.2.3 数字接口 |
| 5.3 耐压性能优化设计 |
| 5.3.1 纤维缠绕方式的确定 |
| 5.3.2 碳纤维缠绕圆柱耐压壳体 |
| 5.3.3 硼纤维缠绕圆柱耐压壳体 |
| 5.3.4 玻璃纤维缠绕圆柱耐压壳体 |
| 5.4 铝合金内衬增强方式 |
| 5.4.1 铝合金内衬增强碳纤维缠绕圆柱壳体 |
| 5.4.2 铝合金内衬增强硼纤维缠绕圆柱壳体 |
| 5.4.3 铝合金内衬增强玻璃纤维缠绕圆柱壳体 |
| 5.5 钛合金内衬增强 |
| 5.6 两种增强方式对比 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 碳纤维复合材料圆柱壳体耐压性能试验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验系统组成及测试方法 |
| 6.2.1 试验模型 |
| 6.2.2 数据采集系统 |
| 6.2.3 试验流程 |
| 6.2.4 试验工况 |
| 6.3 碳纤维缠绕圆柱耐压舱体静力行为研究 |
| 6.3.1 舱体的应变分析 |
| 6.3.2 裙边的应变分析 |
| 6.3.3 封头的应变分析 |
| 6.3.4 舱体的应力分析 |
| 6.3.5 舱体的位移分析 |
| 6.4 碳纤维缠绕圆柱耐压舱体非线性行为研究 |
| 6.4.1 舱体的环向应变非线性分析 |
| 6.4.2 舱体的轴向应变非线性分析 |
| 6.4.3 裙边环向应变非线性分析 |
| 6.5 舱体耐压性能与残余冲击力 |
| 6.5.1 舱体耐压性能 |
| 6.5.2 残余冲击力 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 7.1 论文主要研究成果 |
| 7.2 需要进一步开展的工作 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 一、发表学术论文 |
| 二、参加科研项目 |
| 致谢 |
（7）薄壁壳体结构的自由振动及参激失稳特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的与意义 |
| 1.2 转动薄壁壳的自由振动研究现状 |
| 1.3 Haar小波方法的研究现状 |
| 1.4 薄壁壳的参激振动研究现状 |
| 1.4.1 静态薄壁壳的参激振动 |
| 1.4.2 转动薄壁壳的参激振动 |
| 1.5 线性参激系统的稳定性分析方法 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 基于Haar小波方法的转动锥壳自由振动特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 转动锥壳的动力学模型 |
| 2.3 Haar小波方法在锥壳振动分析中的应用 |
| 2.3.1 Haar小波的定义及其性质 |
| 2.3.2 Haar小波方法的应用 |
| 2.4 数值结果与讨论 |
| 2.4.1 方法的收敛性及有效性验证分析 |
| 2.4.2 不同参数对自由振动特性的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于Haar小波的方法的静态锥壳参激振动稳定性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论推导 |
| 3.2.1 动力学模型 |
| 3.2.2 基于Haar小波方法的模型离散 |
| 3.3 基于Bolotin法的参激振动稳定性分析 |
| 3.4 数值结果与讨论 |
| 3.4.1 方法的验证性分析 |
| 3.4.2 参数变化时对于参激失稳区域的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 两端简支转动圆柱壳的参激失稳特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论推导 |
| 4.2.1 系统的运动微分方程 |
| 4.2.2 基于假设模态法的模型降阶 |
| 4.3 Floquet指数法及其在稳定性分析中的应用 |
| 4.4 数值结果与讨论 |
| 4.4.1 模型和方法的验证性分析 |
| 4.4.2 不同参数对于参激稳定性的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 不同边界条件下转动锥壳的参激稳定性行为分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于Haar小波方法的Mathieu-Hill型方程组的建立 |
| 5.3 参激失稳特性分析 |
| 5.4 方法的验证及不同参数对稳定性行为的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）基于弱形式求积元法的复合材料层合加筋壳稳定性及动响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.1.1 纤维增强聚合物复合材料 |
| 1.1.2 复合材料的优越性 |
| 1.1.3 纤维增强聚合物复合材料层合板及其应用 |
| 1.1.4 选题研究意义 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.2.1 板壳及加筋结构非线性屈曲 |
| 1.2.2 板壳及加筋结构非线性热屈曲和热力耦合屈曲 |
| 1.2.3 板壳及加筋结构非线性动力响应 |
| 1.3 模型及方法介绍 |
| 1.3.1 弱形式求积元法 |
| 1.3.1.1 Lobatto积分 |
| 1.3.1.2 微分求积法 |
| 1.3.1.3 原理应用及研究进展 |
| 1.3.2 曲壳模型 |
| 1.3.2.1 坐标变换 |
| 1.3.2.2 位移场的表示 |
| 1.3.4 三维曲梁模型 |
| 1.3.4.1 坐标变换及位移场表示 |
| 1.3.5 弧长法简介 |
| 1.3.6 逐步积分法简介 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本文主要创新点 |
| 第二章 复合材料圆柱壳分叉屈曲分析 |
| 2.1 复合材料层合圆柱壳虚功方程 |
| 2.1.1 圆柱壳模型坐标变换和位移函数 |
| 2.1.2 圆柱壳模型非线性应变 |
| 2.1.3 壳单元虚功方程 |
| 2.1.4 求积元实现过程 |
| 2.2 柱面弧长法 |
| 2.2.1 迭代求解过程 |
| 2.2.2 求解载荷控制系数增量 |
| 2.2.3 时间步初始载荷控制系数?λk1的确定及符号判别 |
| 2.3 层合板弹性刚度矩阵 |
| 2.4 分叉屈曲 |
| 2.5 数值验证 |
| 2.6 铺层顺序的影响 |
| 2.7 圆柱壳曲率的影响 |
| 2.8 圆柱壳厚度的影响 |
| 2.9 圆柱壳边界条件的影响 |
| 2.10 本章小结 |
| 第三章 复合材料圆柱加筋壳分叉屈曲分析 |
| 3.1 复合材料层合圆柱加筋壳虚功方程 |
| 3.1.1 曲梁模型坐标变换和位移函数 |
| 3.1.2 曲梁模型非线性应变 |
| 3.1.3 梁单元虚功方程 |
| 3.1.4 梁单元与壳单元的联结 |
| 3.1.5 求积元实现过程与加筋壳虚功方程集成 |
| 3.2 数值验证 |
| 3.3 圆柱铺层顺序的影响 |
| 3.4 筋条数目的影响 |
| 3.5 筋条截面高宽比的影响 |
| 3.6 筋条铺层顺序的影响 |
| 3.7 筋条铺层形式的影响 |
| 3.8 边界条件的影响 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 复合材料圆柱加筋壳热分叉屈曲和热力耦合分叉屈曲分析 |
| 4.1 复合材料层合圆柱加筋壳热力耦合虚功方程 |
| 4.1.1 复合材料圆柱壳热力耦合虚功方程 |
| 4.1.2 复合材料圆柱加筋壳热力耦合虚功方程 |
| 4.1.3 弧长法实现过程 |
| 4.2 数值验证 |
| 4.2.1 热屈曲 |
| 4.2.2 热力耦合 |
| 4.3 复合材料圆柱壳及加筋壳的热分叉屈曲 |
| 4.3.1 圆柱壳铺层顺序的影响 |
| 4.3.2 圆柱壳曲率的影响 |
| 4.3.3 圆柱壳厚度的影响 |
| 4.3.4 筋条的影响 |
| 4.4 热力耦合作用下复合材料圆柱壳及加筋壳分叉屈曲 |
| 4.4.1 复合材料圆柱壳 |
| 4.4.2 复合材料圆柱加筋壳 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 复合材料圆柱壳动力响应分析 |
| 5.1 基于Newmark法的圆柱层合壳非线性动力平衡方程 |
| 5.2 数值验证 |
| 5.3 铺层顺序对非线性动力响应的影响 |
| 5.4 圆柱壳厚度和曲率对非线性动力响应的影响 |
| 5.5 冲击载荷极值和持续时间的影响 |
| 5.6 边界条件对非线性动力响应的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 复合材料圆柱加筋壳动力响应 |
| 6.1 基于Newmark法的圆柱加筋壳非线性动力平衡方程 |
| 6.2 数值验证 |
| 6.3 壳铺层顺序的影响 |
| 6.4 筋条数目的影响 |
| 6.5 筋条截面高宽的影响 |
| 6.6 筋条铺层顺序的影响 |
| 6.7 圆柱加筋壳曲率及厚度的影响 |
| 6.8 冲击载荷极值和持续时间的影响 |
| 6.9 边界条件的影响 |
| 6.10 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 全文工作总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（9）功能梯度材料椭圆柱壳热弹塑性屈曲研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 稳定性理论的发展 |
| 1.2 功能梯度材料 |
| 1.3 柱壳稳定性研究现状 |
| 1.3.1 椭圆柱壳稳定性研究 |
| 1.3.2 柱壳的热屈曲研究 |
| 1.3.3 柱壳的弹塑性屈曲研究 |
| 1.4 本文重要的研究工作 |
| 第二章 弹塑性FGM椭圆柱壳基本方程 |
| 2.1 内力与内力矩 |
| 2.2 基本平衡方程 |
| 2.3 弹塑性FGMs本构方程 |
| 2.3.1 FGMs应力-应变曲线 |
| 2.3.2 柱壳的热弹塑性本构表达 |
| 2.4 屈曲控制方程 |
| 2.5 椭圆截面形状和曲率半径的处理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 轴压下弹塑性FGM椭圆柱壳屈曲 |
| 3.1 前屈曲状态 |
| 3.2 屈曲分析 |
| 3.3 公式退化 |
| 3.4 求解 |
| 3.5 结果与分析 |
| 3.5.1 离心率的影响 |
| 3.5.2 几何尺寸的影响 |
| 3.5.3 材料组分参数的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 弹塑性FGM椭圆柱壳热屈曲 |
| 4.1 前屈曲状态 |
| 4.1.1 线性温升环境 |
| 4.1.2 非线性温升环境 |
| 4.1.3 均匀温升环境 |
| 4.2 屈曲分析 |
| 4.3 求解 |
| 4.4 结果与分析 |
| 4.4.1 离心率的影响 |
| 4.4.2 几何尺寸的影响 |
| 4.4.3 材料组分参数的影响 |
| 4.4.4 材料物性温度相关性的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 ABAQUS有限元验证 |
| 5.1 材料属性的定义 |
| 5.2 轴压下弹塑性屈曲验证 |
| 5.3 热屈曲验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）轴压载荷下复合材料层合圆柱壳的设计与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 主要工作和研究内容 |
| 1.5 本论文主要创新工作 |
| 第二章 轴压载荷下层合圆柱壳体的有限元分析 |
| 2.1 有限元法的基本构架 |
| 2.2 计算机辅助工程技术概述 |
| 2.3 ANSYS软件主要功能 |
| 2.4 轴压载荷下层合圆柱壳有限元分析 |
| 2.4.1 层合圆柱壳几何模型的建立 |
| 2.4.2 圆柱壳结构材料属性 |
| 2.4.3 有限元模型的建立与网格划分 |
| 2.4.4 试验件的加载方式和边界条件 |
| 2.4.5 加载求解计算 |
| 2.4.6 轴压载荷下圆柱壳结构的静强度和屈曲分析结果 |
| 第三章 轴压载荷下复合材料层合圆柱壳的经典理论分析 |
| 3.1 层合圆柱壳经典理论的基本方程与边界条件 |
| 3.2 层合圆柱壳经典理论求解 |
| 3.3 层合圆柱壳算例 |
| 第四章 复合材料层合圆柱壳体轴向压缩试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 复合材料层合圆柱壳试件设计 |
| 4.3 夹具设计 |
| 4.4 试验仪器设备 |
| 4.5 试验件的应变计布置 |
| 4.6 圆柱壳轴压试验与分析 |
| 4.7 试验结果与分析 |
| 第五章 层合圆柱壳设计参数变化对屈曲特性的影响分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 设计参数改变对屈曲特性的影响分析 |
| 5.2.1 开孔尺寸对屈曲特性的影响 |
| 5.2.2 圆柱壳长度对屈曲特性的影响分析 |
| 5.2.3 圆柱壳铺层角度对屈曲特性的影响分析 |
| 第六章 开口圆柱壳结构复合材料口盖设计 |
| 6.1 开口形状对圆柱壳体屈曲性能的影响分析 |
| 6.2 口盖铺层角度对圆柱壳屈曲载荷的影响分析 |
| 6.3 口盖厚度对柱壳结构屈曲强度的影响分析 |
| 6.4 改变口盖铺层结构对柱壳结构屈曲强度的影响分析 |
| 6.5 本章总结 |
| 第七章 工程应用 |
| 7.1 飞行器舱段设计 |
| 7.2 设计方案的计算结果 |
| 7.3 飞行器舱段设计结论 |
| 第八章 工作总结与展望 |
| 8.1 工作总结 |
| 8.2 创新性成果 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及攻读博士学位期间的主要研究成果 |
| 致谢 |
四、复合材料叠层圆柱壳的非线性动力稳定性理论（论文参考文献）
- [1]薄壁圆柱壳的本构关系非线性力学行为[D]. 梁超凡. 兰州理工大学, 2021(01)
- [2]钛合金圆柱耐压壳冲击作用下的承载能力分析[D]. 江翔. 江苏科技大学, 2020(03)
- [3]电磁谐波活齿传动系统柔轮非线性振动研究[D]. 边维东. 燕山大学, 2020(01)
- [4]热噪声环境下箭体结构振动分析[D]. 程思凡. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [5]线载荷作用轴向运动正交各向异性板的谐波共振[D]. 张晓宇. 燕山大学, 2019(03)
- [6]静水压力下复合材料圆柱壳体耐压性能优化设计[D]. 沈克纯. 西北工业大学, 2018(04)
- [7]薄壁壳体结构的自由振动及参激失稳特性研究[D]. 代其义. 哈尔滨工业大学, 2018(01)
- [8]基于弱形式求积元法的复合材料层合加筋壳稳定性及动响应研究[D]. 欧翔. 华南理工大学, 2018(05)
- [9]功能梯度材料椭圆柱壳热弹塑性屈曲研究[D]. 饶东海. 华南理工大学, 2017(06)
- [10]轴压载荷下复合材料层合圆柱壳的设计与试验研究[D]. 闫光. 吉林大学, 2013(08)