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矩形薄板的屈曲状态

本文根据薄板的广义变分原理,用有限元法对单向受压  (本文共6页) 阅读全文>>

燕山大学
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杆与板的磁弹性屈曲分岔和混沌分析

随着现代高新科技的发展,杆、板和壳等结构元件处于电磁场环境中的情况已是屡见不鲜,这种电磁场与力学场相互耦合的一个基本特征就是非线性特性。这种非线性特性表现出来的力学行为比较复杂,直接影响系统运行的安全性以及可靠性。由此引起了人们广泛的研究兴趣。以往,对磁弹性屈曲问题的研究主要集中在软铁磁性薄板屈曲理论模型的建立及修正;以Tokamak核聚变反应堆环向磁场载流线圈为代表的对载流线圈及载流杆件的稳定性研究。对于工程中经常遇到的在强磁场作用下的载电流薄板等结构元件的屈曲研究还比较少见,对于电磁场环境下的载电流非铁磁性薄板等结构元件的屈曲分岔和混沌运动的研究尚未见诸文献。本文正是以此为出发点,采用理论分析、数值计算,开展了对电磁场作用下的杆、板的屈曲、分岔及混沌运动的研究工作。研究内容概括为以下几个部分。(1)将载流构件磁弹性屈曲问题由线圈、杆件拓展到载流薄板。首先根据载电流薄板的磁弹性非线性运动方程,物理几何方程,洛仑兹力的表达式,电...  (本文共143页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京理工大学
北京理工大学

热环境下热防护结构动响应行为研究

本文高超声速飞行器一般是指飞行速度的马赫数大于5的、能在大气层和跨大气层飞行的一种具有高机动性、超视距精确打击能力的飞行器,基于这些优点,各国对于高超声速飞行器的发展都给予很高的关注。高超声速飞行器热防护系统上面板结构的服役环境非常恶劣,如噪声水平局部可达到170dB以上,温度可达到1200oC以上。因此热防护系统上面板结构的热致声疲劳问题是材料领域,力学领域等均很关注的问题,也是一个航空航天领域亟待解决富有挑战性的问题。本文首先研究了陶瓷基复合材料薄板在热环境剧烈的噪声激励下的随机动响应行为。研究发现四边不可移动的薄板结构在热致过屈曲后,高噪声激励下可能出现随机跳变现象。随机跳变表现为结构在两个静平衡位置之间的大幅振动行为。为了描述薄壁板结构动响应行为在不同激励以及热环境下的演化,本文通过薄壁结构的单模态Duffing方程以及振子在随机激励下的FPK方法提出一个新的物理量,可以用来描述和预测结构从不跳变,到持续性随机跳变的演化...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

薄板在约束下屈曲的数值模拟

本文回顾了复合材料脱层结构屈曲问题的研究历史和现状,探讨了结构稳定性有限元计算的基本原理和计算方法。对于矩形脱层和圆形脱层的约束屈曲,针对理论解的局限性,运用大型商用有限元分析软件ANSYS对矩形脱层和圆形脱层的约束屈曲现象进行数值模拟。全文共分为五部分:第一部分阐述了本文研究的意义,从一维问题和二维问题两方面回顾了复合材料脱层结构的稳定性研究的历史和现状,阐明了本文的研究背景和主要研究内容。第二部分介绍了屈曲的基本概念,线性特征值屈曲的屈曲理论以及非线性特征值屈曲的特点。第三部分借助有限元分析软件ANSYS对于矩形板(复合材料中的脱层)在静力作用下,考虑几何大变形的约束屈曲进行数值模拟。为了模拟约束,在脱层与基底之间引入纤维搭桥,在这里,纤维搭桥被假设成一种类似弹簧的约束附加在屈曲脱层和基体之间,纤维搭桥所提供的约束力与纤维搭桥的变形成正比。对于矩形板的约束屈曲,考虑了不同的长宽比,计算结果表明,临界载荷随着纤维刚度的增加而增...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

含粘滞—滑移—约束边界的梁和板的热屈曲及热振动研究

航空航天结构在服役过程中往往会受到气动加热/太阳辐射加热。由于结构边界约束或者温度场梯度的作用,结构内部会产生热应力。当热应力足够大时,结构会发生热屈曲,不仅降低结构的承载能力,甚至引起结构破坏。再者,高温环境会使材料性能退化,加上结构内的上述热应力作用,结构刚度会发生变化,进而影响结构的固有振动特性。为了提高结构的热稳定性能,在结构设计中应尽量允许结构边界发生滑移,释放结构内部的热应力。为此,结构部件之间需预留热膨胀间隙。当然,过度热膨胀仍会受到相邻部件的限制。另外,由于装配需要,在边界上需施加预紧力,因此边界将受到一对正压力和摩擦力作用。在这样的设计下,结构边界随着温度升高将依此经历三个状态,即粘滞状态、滑移状态以及接触约束状态,即形成具有粘滞-滑移-约束的边界。由于装配预紧力和热膨胀间隙会影响边界移动状态,进而改变结构内部的热应力,对结构动力学特性产生影响。因此,有必要分析它们对结构的热屈曲和热振动特性的影响。鉴于梁和板是...  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>

燕山大学
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载流矩形薄板的磁弹性屈曲分岔

由于磁弹性理论所研究的问题具有非常显著的耦合效应,将在能源、交通、国防等方面有着广泛的应用前景。因此对其相关理论的研究具有非常重要的意义。目前,国内外学者对机械载荷作用下的板、壳分岔和混沌运动作了许多的研究,取得了很多的成果。但是,对机械载荷与电磁场耦合作用下的板、壳屈曲分岔问题的研究还不多见。鉴于此,本文对电磁场中横向磁场和机械载荷共同作用下的载流矩形薄板的磁弹性屈曲分岔问题进行了研究。主要内容如下:首先,简要介绍了课题研究的背景与意义,分岔的描述及其基本理论,与分岔有关的数学基础知识。其次,在磁弹性非线性运动方程、物理方程、洛仑兹力表达式及电动力学方程的基础上,应用Galerkin原理导出了三边简支一边自由载流矩形薄板和一对边简支一对边固定载流矩形薄板的动力屈曲方程。对两种边界条件下的载流矩形薄板,通过讨论平衡态存在性和稳定性,得到了两种边界条件下薄板在静载荷作用下的分岔点、分岔条件和分岔类型。并利用L-S约化方法,得到了两...  (本文共79页) 本文目录 | 阅读全文>>