复合材料圆柱壳的动力屈曲与混沌行为

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:JIAOAODENVWANG
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着科技的进步和加工工艺的日益革新,复合材料以其优良的力学性能而广泛的应用于各类工程结构中,复合材料圆柱壳在动态载荷作用下的力学行为是人们关注的重点。本文对复合材料圆柱壳在轴向阶跃载荷作用下的力学行为进行了详细的讨论,主要研究了圆柱壳的动力屈曲和混沌行为。这些研究系统地揭示了复合材料圆柱壳在动态载荷作用下的力学本质,为其工程应用提供了理论基础。本文的研究工作主要包括以下几个方面:(1)基于Hamilton原理和Donnell壳理论,考虑应力波在壳中的传播,得到了圆柱壳的动力屈曲控制方程。利用Ritz法进行求解,将动力屈曲问题转化为一组齐次线性方程组的求解,要使齐次线性方程组有非平凡解,则系数矩阵的行列式等于0,由此给出了屈曲长度与屈曲临界载荷曲线并得到了屈曲模态。利用MATLAB进行编程计算,详细讨论了边界条件、铺层角度、环向模态数与轴向模态数等因素对复合材料圆柱壳的临界屈曲载荷的影响。研究结果表明:圆柱壳在固支边界条件下抵抗屈曲的能力最强,而圆柱壳在自由边界条件下最容易发生屈曲,但是随着应力波的传播,这一差异会逐渐减小;复合材料圆柱壳随着径厚比的增加,圆柱壳将更加容易出现高阶模态。(2)计及结构变形的几何非线性项,采用圆柱壳的非线性大挠度理论,基于应力函数和Hamilton原理,得到了复合材料圆柱壳的大挠度控制方程。利用Ritz法和Galerkin法可得到单自由度的非线性动力学控制方程。利用四阶Runge-Kutta法进行计算得到了系统的分叉图、相平面和Poincaré映射,用此详细的讨论了系统的运动状态,结果表明:复合材料圆柱壳的周期运动和混沌运动是随着侧向载荷幅值的增加而相互交替出现的。
其他文献
本文首先介绍了仿真分析的意义及碳纤维加固混凝土技术的发展概况,然后从混凝土破坏形态和包络面入手,详细讨论了混凝土本构关系、混凝土的破坏准则、非线性方程解法、收敛准则
本文介绍了一种应用于人工模拟降雨试验的监控系统,它基于工控组态软件,应用现有的人工模拟降雨试验装置,将试验过程的常用设备和工控软件结合在一起,增加了自动控制环节,通
外贴碳纤维片材加固技术是近年来新兴的工程结构加固方法。碳纤维复合材料以其高强、轻质、施工方便等优点,在工程结构补强加固学术研究和工程应用方面颇受关注。分析碳纤维加
随着现代工业的快速发展,尤其在我国超高压、特高压、高铁以及各种大功率冲击负荷等高新科技的不断投入运行,会导致系统电网电压发生波动、闪变、波形畸变等危害,严重影响电力电器设备的安全进而威胁到电网的安全稳定运行,故无功平衡对实现电力系统的安全、稳定运行,保证供电可靠性和优质的电能质量已经在生产生活中显得至关重要。而电抗器对改善无功及电能各种性能方面有着很好的作用,尤其是磁控电抗器(MCR)在具备传统电
基于形状记忆合金(Shape Memory Alloy,.SMA)的形状记忆效应,提出一种新型的预应力结构一形状记忆合金环向预应力混凝土结构,并提出SMA环向预应力混凝土结构在应用推广之前必须
本文阐述了互联电网的概念,介绍了互联电网的频率控制以及互联电网控制性能的评价标准:A标准和CPS标准,介绍了他们的具体应用及计算方法。对CPS标准进行了深入的分析和研究,也探
涡扇式航空发动机的轴向碰摩故障严重影响了飞行器的安全,随着不断提高发动机功重比的要求,随之而来的是发动机转速的提高,动静间隙越来越小,使得轴向碰摩的的危害也越来越严重。为了避免这一危害的发生,在其设计和发展过程中,需要对结构复杂的涡轮风扇的发动机转子进行动力特性分析,从理论上揭示在轴向动静碰摩这一非线性因素影响下的系统的运动规律,为实际应用中消除和避免转静轴向碰摩对航空发动机的破坏性危害提供依据。