基于轴对称内聚力单元的立贮发动机黏接界面结构完整性分析

建立轴对称内聚力单元是进行立贮发动机黏接界面应力分析的重要手段。在变形后的轴对称内聚力单元上建立参考坐标系,推导了单元节点位移在参考坐标系和全局坐标系下的转换关系。基于单元分离位移推导了单元内力矢量和单元刚度矩阵。开展了旋转体的分离测试,验证了轴对称内聚力单元的准确性和高效性。针对立贮发动机,先后开展了轴向加速度以及波浪载荷作用下的发动机结构分析,重点研究了黏接界面上应力的大小以及分布规律。研究方法和结论可以为发动机黏接界面结构分析提供有利参考。     

三角形扁壳元素在薄壳弹塑性分析中的应用

本文将M.D.O1son提出的36自由度三角形扁壳元素,推广应用于解决非轴对称壳体的弹塑性有限元分析.推导了相应的计算公式,解决了分层在高斯积分点上判断元素局部进入塑性状态的问题,并编制了相应的有限元分析程序.通过考题说明用这种元素解决等厚度金属非轴对称壳体弹塑性问题是切实可行的.     

具有初始挠度的环肋圆柱壳在静水外压作用下的应力分析

本文讨论了壳板初挠度对环肋圆柱壳在静水外压作用下应力分布的影响,用理论分析的方法预报了有初挠度壳体中的应力。通过对涡型初挠度的讨论,建立了初挠度范围因子的概念,提出了具有普遍意义的初挠度数学模型,并且用线性小挠度理论对具有非轴对称初挠度的弹性环肋圆柱壳进行了求解并与SAPV计算结果进行了比较。理论分析表明,初桡度范围对壳体应力也有较大的影响,外凸和内凹初挠度对壳体应力的影响是不同的。因此,应该综合讨论初挠度幅值、范围以及凸凹形式对环肋圆柱壳壳体应力的影响。     

加过渡环的锥柱组合旋转壳的有限元应力分析与比较

对旋转组合壳体在轴对称静载荷作用下的强度计算,采用了性能良好的三节点曲线壳元,并采用整体坐标下位移和转角各自独立的插值函数推导有限元列式和编制计算机程序。经算例验证表明,上述单元和算法具有单元划分少、精度高、收敛性好的优点。对锥-锥-柱、锥-环-柱、锥-环-锥-环-柱等组合壳过渡区域最大弯矩值和应力值随结构参数变化情况进行了广泛的计算和对比分析,得出了一些有重要工程意义的新结论。     

加肋轴对称薄壳强度分析的有限元方法

加肋轴对称薄壳的强度问题,需要考虑肋骨的作用。针对该问题,采用轴对称曲边壳单元建立了肋骨单元的刚度矩阵,将该矩阵叠加到轴对称曲边壳单元的刚度矩阵中,对加肋轴对称薄壳的强度进行有限元分析。应用Fortran语言编写了有限元计算程序,对一个精车模型进行了强度计算,计算结果同模型试验结果吻合良好,表明该方法可以应用于加肋轴对称薄壳的强度分析。     

薄壁加劲结构的有限元分析和优化设计

本文用有限元素法对集中力作用下的薄壁加劲壳进行应力分析,推导了变轴力杆—受剪板模型的元素刚度矩阵,提出了横向构件和边界约束的处理方法。用满应力法对结构进行综合,在调优过程中,受压应力控制的元件采用“同步”迭代格式,并引入了必要的几何约束,优化结果,重量有明显降低。     

基于混合变量传递函数方法的圆柱壳屈曲分析

提出了一种分析正交各向异性圆柱壳和阶梯圆柱壳稳定性问题的混合变量传递函数方法。首先在壳体环向利用三角级数对位移变量进行展开 ,利用Fl櫣ｇｇｅ薄壳理论和变分原理 ,建立圆柱壳的平衡方程 ,找出对偶力变量 ,将平衡方程写成混合变量形式 ;通过定义混合状态变量 ,建立了系统的状态空间方程 ;然后利用传递函数方法 ,得到了具有任何轴对称边界条件轴压圆柱壳屈曲问题的解析解 ;最后通过位移连续和力平衡条件 ,得到了阶梯圆柱壳屈曲问题的解。理论解推导过程表明此方法在引入边界条件和进行阶梯圆柱壳求解时非常方便。算例分析的结果验证了本方法的正确性     

筒形桅杆有限元计算模型及无刚度奇点的消除方法研究

本文提出了一个用于消除空间杆梁结构有限元模型中的无刚度“奇点”的元素及相应的刚度矩阵计算公式。在无刚度“奇点”出现处以此元素替代拉压杆元,可使空间杆梁结构模型中的无刚度“奇点”消失,能够在不增加整个计算模型自由度的情况下提高计算结果的精度。在微型计算机上运用全部三维12自由度梁单元计算模型、拉压杆元——加弹性支座计算模型和本文提出的计算模型对某型军舰的桅杆结构进行了实例计算比较。计算结果表明:用本文方法得到的应力值、位移值与全部三维12自由度梁单元模型的计算结果符合良好。     

环肋轴对称组合壳塑性极限分析的弹性模量调整有限元方法

基于轴对称截锥壳单元,以单元横截面峰值应力为等效应力,建立了弹性模量调整有限元方法,应用Fortran语言编制了有限元软件用于计算环肋轴对称组合壳的塑性极限载荷.该方法根据组合壳的应力分布情况调整轴对称壳单元和肋骨单元的弹性模量,并进行一系列的弹性迭代计算,计算收敛后即可以得到环肋轴对称组合壳的塑性极限载荷.通过对算例的计算证明:该方法具有良好的收敛性和较高的效率,计算结果与试验结果吻合较好.     

装液回转壳体的固有频率和振型的计算

用有限单元法计算液体和壳体的相互耦合振动问题。当自由液面压力p=0时,相当于在壳体运动方程中附加一质量矩阵[M_a],反映壳体和液体的耦合影响。考虑这一影响后,壳体的固有频率有很大降低,而低阶振型几乎不变。     

带有大质量刚体圆锥壳的自由振动分析

本文针对壳体带有大质量刚体的特点,用有限元离散方法,导出了在不同周向波数下壳元节圆位移与刚体质心位移及转角之间的关系式,并将结果与实际运动进行对比分析,论证了结论的正确性。为带有大质量刚体的壳体结构的动力分析提供了理论依据。     

复合材料弹性常数的直接测试

本文对轴对称静力载荷作用下的正交各向异性回转壳体进行了分析.用直接测试法确定材料的弹性常数.试验分别在外压和轴压下进行,并用最小二乘法处理试验数据.     

某型导弹弹翼静力分析的一种数学模型

应用有限元方法,建立了变厚度薄板三角形单元刚度矩阵,给出了变厚度薄板三角形单元形心上的应力和位移计算的数学模型。通过对某型反坦克导弹弹翼进行静力分析和实验比较,表明采用这种模型进行分析合乎结构设计精度要求。     

有限元法在结构件强度分析中的应用

介绍了有限元法的基本原理和分析步骤,并结合实际,利用IDEAS软件的有限元分析模块对某定型模盖板的结构进行了强度校核。在工况分析的基础上,适当简化了盖板的几何模型,建立了有限元模型;通过边界条件处理、网格划分及单元解算,得到了盖板在工作状态下的应力和位移分布规律,为盖板的设计提供了力学依据。同时,为舰载电子设备机箱、机柜的壳体这类复杂结构件的强度分析提供了一个有效的方法。     

细长壳体水声辐射问题的有限元结合边界元解法

采用三角形面积元,提出了一种计算任意形状的细长壳体水声辐射问题的有限元结合边界元解法,推导了三角形面积坐标下的质量矩阵。在水动力方面,根据单层势的概念,提出了声场速度势的边界积分表示式,给出了三角形面积坐标下的附加质量矩阵和附加阻尼矩阵,从而得以建立流固耦合的有限元动力响应方程。本方法的进一步发展可用于计算具有加强肋骨的双层壳体结构的声辐射问题以及船体在随机激励下的远场声功率谱。     

带壳体云爆弹药液体燃料抛撒的数值模拟

建立了带壳体云爆弹药数值模拟模型,分析了圆柱壳体的断裂准则。壳体材料采用Johnson-Cook热粘性本构方程,断裂准则采用Taylor断裂应力准则,应用Autodyn软件进行了数值模拟,给出了内部爆炸载荷下液体燃料的压力曲线和速度曲线,并进行了分析。     

含空气介质圆管型弹簧机械阻抗计算方法研究

基于旋转薄壳无矩理论和线性空气波动理论,用近似解析的方法通过计算含空气介质圆管型弹簧的壳体传递矩阵和空气声压场分布分析了其机械阻抗特性,并借助有限元软件进行了验证,结果表明:该方法合理可行。最后,讨论了初始压力对弹簧壳体传递矩阵以及内部空气声压场的影响规律,为深入研究弹簧的机械阻抗特性提供了一种新的思路。     

带转动自由度的轴对称四边形单元

在节点增加角旋转自由度的基础上构造任意四边形轴对称单元协调的位移模式 ,为了提高精度 ,消除几何敏感性和适应不可压缩材料 ,在协调的基础上又引入三个非协调的内部位移函数和泡状函数作为附加位移场。数值计算表明由此构造的新单元的性能更好。     

截顶圆锥薄壳振动特性的计算

用有限单元法计算,单元为轴对称截锥壳。法向位移函数w 和周向位移函数v 采用三次多项式,纵向位移函数u 为线性多项式。其节圆自由度选取节圆上三个位移,一个转角和一个剪应变。计算结果与文献[1]、[2]和[3]作了比较。这方法和程序可以应用于计算截顶圆锥壳的振动特性。     

泡沫塑料衬垫的粘弹性有限元分析

介绍了一种用于聚氨酯泡沫塑料衬垫的粘弹性有限元分析程序,利用积分本构关系计算了轴对称衬垫中的应力松弛。从数值结果可见,当衬垫贮存１０００小时以后,装配应力大约松弛了２５％。