收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

具脱层复合材料层合圆柱壳的非线性静动力学性能与脱层扩展研究

杨金花  
【摘要】: 脱层是复合材料层合结构中常见的一种损伤。脱层的出现及其进一步扩展可降低结构的强度和刚度,从而改变结构的静、动力学性能。本论文以具环向贯穿脱层的纤维增强复合材料层合圆柱壳为研究对象,系统地探讨了脱层壳的屈曲、后屈曲、动力稳定性、非线性自由振动、非线性动力响应及脱层扩展等问题。本论文的研究成果具有重要的学术价值,也具有重要的工程应用意义。其主要研究工作如下。 基于Donnell薄壳理论和相邻平衡准则,建立了含环向贯穿脱层复合材料层合圆柱壳屈曲问题的解析分析模型,探求了一种有效的解析求解方法。算例中,给出了脱层壳的三种不同屈曲模态,具体讨论了脱层大小、深度、位置以及复合材料纤维铺层方式等因素对脱层圆柱壳屈曲载荷的影响,并与有关文献的结果进行了比较。 根据非线性弹性理论,建立了用应力函数和挠度表示的具脱层正交铺设圆柱壳的后屈曲控制方程及相应的定解条件,且应用Koiter初始后屈曲理论并借助小参数摄动法,寻求了控制方程的渐近解。算例中,给出了挠度随轴向载荷变化的响应曲线和挠度随轴向坐标变化的后屈曲变形曲线。 基于瑞利-里兹方法,建立了含环向贯穿脱层复合材料层合圆柱壳的动力稳定性分析模型。首先,引入Heaviside单位阶跃函数,假定一种适合于脱层壳动力问题的位移模式,推导出脱层壳的总能量方程;然后,将位移函数近似地表示为双三角级数的形式,且施加瑞利-里兹法,得到用于圆柱壳稳定性分析的Mathieu型参数振动方程;接着,采用Bolotin方法对其进行求解。算例中,讨论了脱层大小、脱层深度、铺设材料性质及外激励的大小等对复合材料脱层圆柱壳固有频率及主要动力不稳定区域的影响。 在考虑几何非线性的情况下,对脱层圆柱壳的非线性自由振动问题进行了研究。通过对脱层壳的能量分析并应用瑞利-里兹法后,得到系统关于时间函数的非线性控制微分方程,接着,采用谐波平衡法对控制方程进行求解。算例中,讨论了不同脱层长度和深度等因素对轴对称脱层圆柱壳振动模态及非线性幅频响应曲线的影响。 基于非线性弹性壳理论,建立了考虑脱层间接触效应的具脱层轴对称层合圆柱壳的非线性动力响应分析模型。首先,将脱层的上、下部分视为两串连弹簧,来计算接触力;然后,对系统的横向运动控制方程进行修正,从而有效地避免了脱层之间的相互贯穿。且综合利用有限差分法、Newton-Newmark法和迭代法对


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李四平,黄玉盈,胡元太,李大望;3D复合材料中纤维搭桥对脱层屈曲的影响[J];工程力学;1998年04期
2 李四平,聂建国,黄玉盈,胡元太;脱层屈曲的高阶摄动解[J];力学季刊;2005年03期
3 李四平,黄玉盈,胡元太,钟伟芳;3D复合材料中脱层的屈曲和后屈曲分析[J];固体力学学报;1997年04期
4 李道奎,周建平;脱层梁屈曲的高阶剪切理论[J];固体力学学报;2000年03期
5 李跃宇;受弯脱层层板后屈曲有限元分析[J];力学季刊;2000年03期
6 李道奎,周建平,唐国金,雷勇军;基于混合变量的脱层壳屈曲分析[J];应用力学学报;2004年03期
7 杨金花;傅衣铭;;横向线动载荷作用下复合材料层合梁的脱层扩展分析[J];工程力学;2010年05期
8 费志中;;具有同心圆脱层的受压固支圆板的屈曲分析[J];北方交通大学学报;1989年02期
9 费志中;Yin Wanlee;;轴对称压-弯下圆板中圆脱层的后屈曲扩展[J];固体力学学报;1990年04期
10 邹振民,樊蔚勋;层板脱层的能量释放率分析[J];固体力学学报;1993年02期
11 胡宁,胡彬,姚振汉,福永久雄,关根英树;带脱层的复合材料层板屈曲分析中的接触问题[J];力学学报;1998年06期
12 罗松南,曹志远,傅衣铭;复合材料脱层梁的屈曲分析[J];力学季刊;2001年03期
13 徐宝龙,虞吉林;低速撞击下正交型纤维增强复合材料层板的脱层研究[J];实验力学;2004年02期
14 周建平,李道奎,吴德隆,张忠;轴压层合结构脱层屈曲及其扩展研究进展[J];力学进展;2000年01期
15 杨金花;傅衣铭;;具脱层轴对称层合圆柱壳的振动模态分析[J];应用力学学报;2007年04期
16 杨金花;陈得良;;固支边界条件下脱层圆柱壳的自由振动分析[J];长沙理工大学学报(自然科学版);2008年03期
17 翟三栋;张扬;李四平;;有纤维搭桥的矩形脱层屈曲[J];上海交通大学学报;2011年10期
18 费志中;;受压固支正交异性矩形脱层的屈曲和后屈曲[J];北京农业机械化学院学报;1985年03期
19 李跃宇,邹振民,樊蔚勋;受弯脱层层板的局部失稳临界载荷的有限元分析[J];上海力学;1998年02期
20 邹振民,樊蔚勋;含脱层层合板的能量释放率各型分量分析[J];固体力学学报;1995年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 魏志毓;吴安杰;蔡克铨;;槽接式挫屈束制支撑耐震性能与最佳化脱层效果研究[A];第八届全国地震工程学术会议论文集(Ⅱ)[C];2010年
2 陈丽华;张伟;姚振汉;;带有多个脱层的复合材料层板低速冲击数值模拟[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
3 杨强;张根全;席利勇;;双轴载荷作用下对称正交铺设层合板的脱层屈曲问题研究[A];第14届全国结构工程学术会议论文集(第一册)[C];2005年
4 赵明皞;程昌钧;;薄膜压痕试验中的脱层屈曲模型[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
5 朱付辉;傅衣铭;;考虑接触效应的具脱层压电层合梁板的非线性动力响应分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
6 孙鲁原;雷建平;;复合材料正交铺设脱层层合梁弯曲时的能量释放率[A];第15届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2006年
7 苏罗丹;杨庆生;;碳纤维复合材料层合板损伤脱层过程的有限元分析[A];第17届全国复合材料学术会议(复合材料力学分论坛)论文集[C];2012年
8 傅衣铭;杨金花;;具脱层轴对称层合圆柱壳的振动模态分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
9 朱付辉;傅衣铭;;考虑接触效应的具脱层压电层合梁板的非线性动力响应分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文摘要集[C];2007年
10 赵明皞;海淼;姚利盼;张统一;;薄膜/基体系统的脱层与屈曲[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 李道奎;含内埋脱层结构的屈曲分析与压电壳的三维应力分析[D];国防科学技术大学;2001年
2 陈得良;具脱层层合圆板的非线性静动力性能及脱层扩展研究[D];湖南大学;2009年
3 杨金花;具脱层复合材料层合圆柱壳的非线性静动力学性能与脱层扩展研究[D];湖南大学;2006年
4 杨昌锦;铁电薄膜在红外辐射作用下的响应及电极脱层的屈曲问题研究[D];同济大学;2008年
5 肖汉林;复合材料圆柱壳结构动响应及屈曲[D];华中科技大学;2006年
6 朱付辉;具损伤压电智能层合结构的非线性动力学性能与疲劳寿命研究[D];湖南大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗庆姿;含脱层复合材料层合矩形板的静力稳定性和脱层扩展分析[D];暨南大学;2010年
2 许卫锴;用振动红外热像法检测层合结构脱层的初步研究[D];武汉理工大学;2004年
3 王立喆;层合压电脱层梁的波动谐响应分析[D];湖南大学;2008年
4 张振兴;薄板在约束下屈曲的数值模拟[D];上海交通大学;2010年
5 彭鹏;结构在约束下屈曲的数值模拟[D];上海交通大学;2009年
6 罗少华;夹芯结构界面脱粘处开裂损伤数值研究[D];天津大学;2007年
7 何凯;复合材料舰船总体结构性能与局部脱层损伤数值分析方法研究[D];上海交通大学;2012年
8 华秋萍;自适应BP网络在复合材料脱层损伤信号处理中的应用研究[D];南京航空航天大学;2006年
9 訾力;含脱层的纤维增强复合材料层合板在面外荷载作用下的弯曲分析[D];暨南大学;2011年
10 何亭亭;正交各向异性复合材料非线性脱层屈曲问题的渐近解[D];同济大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 李艳情 李向红;儿子娶媳妇,爹娘脱层皮[N];中国妇女报;2014年
2 本报记者 徐卫星;脱层皮能不能上层楼?[N];中国环境报;2014年
3 本报记者 朱琼华;高速竞赛惹的祸:波音787再现“脱层”[N];21世纪经济报道;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978