一、正交各向异性圆柱壳在轴向压力作用下的静动态特性分析（论文文献综述）
杨萌[1]（2021）在《功能梯度圆柱壳均匀化转换计算理论及应用研究》文中研究表明近些年,功能梯度材料（Functionally graded materials,简写FGM）圆柱壳在航空航天、潜水器、化工、通信和工程领域等得到推广使用,相应理论研究也成为热点,各国都投入相当大科研资金进行支持。本文的工作是国家自然科学基金资助项目和河南省科技攻关基金项目的一部分研究内容,重点研究FGM圆柱壳与均匀材料圆柱壳力学行为的相似性,利用得到的成果来解决其实际工程应用问题,以达到用成熟的均匀材料圆柱壳理论来解决繁琐的FGM圆柱壳问题的目的。经与参考文献数据分析对比,验证本文方法是准确有效的,并且应用便捷,适合工程应用推广。对FGM圆柱壳各种使用条件下的工况进行分析讨论,总结一些有意义的规律,指导理论研究和工程应用。论文首先回顾了均匀材料圆柱壳国内外研究现况,从研究的理论方法、静水压力下固有频率求解、加肋圆柱壳等几个角度进行了总结与归纳,为FGM圆柱壳研究工作开展提供背景材料。接着对FGM材料的诞生、优势、适用范围等方面进行了简单介绍,然后对FGM圆柱壳应用领域国内外研究现况进行了系统的阐述,重点在理论研究方面进行了较为详细的列举与分析,最后提出本文研究目的及意义。第二部分指出由于FGM圆柱壳材料性质在厚度方向连续性变化而表现出与均匀材料圆柱壳结构不同特性,导致FGM圆柱壳力学行为分析比相应均匀材料圆柱壳更为复杂,但是两者使用理论分析方法可以一致,并因此可以进行力学行为对比分析。针对FGM材料与均匀材料在数学和力学模型上相似性,通过数学物理方法让二者建立紧密联系,探究它们之间固有关系,实现FGM圆柱壳宏观力学行为“均匀化”转换计算。对FGM圆柱壳力学行为“均匀化”转换后,避开了繁琐的数学推导过程,简化了计算,同时能够保证足够计算精度,在理论上揭示FGM圆柱壳力学行为共同特性和规律,为FGM圆柱壳宏观力学行为分析提供新的探索途径。第三部分基于Flügge和Love一阶经典薄壳理论,采用波动法振动方程作为振动位移函数,通过分析比较寻找FGM圆柱壳数学模型与均匀材料圆柱壳数学模型之间相似关系,将FGM圆柱壳固有频率求解转化为同样几何尺寸、边界条件及载荷工况下均匀材料求解,实现功能梯度材料固有频率求解的均匀化转换计算。利用相对简单均匀材料圆柱壳力学问题解答来获得相对复杂FGM圆柱壳力学问题解答,避免求解复杂偏微分方程边值问题,为工程应用提供便捷公式。对影响FGM圆柱壳自由振动固有频率的各项参数进行算例分析,总结规律。第四部分利用静水压力下FGM圆柱壳与均匀材料圆柱壳力学和数学模型之间相似关系,采用经典Flügge壳体理论,利用成熟的波动法来求解静水压力下FGM圆柱壳自由振动固有频率问题,并给出静水压力下的FGM圆柱壳临界压力求解办法,为FGM圆柱壳无损检测提供理论支持。通过实际算例,对相同边界下和不同边界条件下,影响静水压力下FGM圆柱壳性能的几何物理参数进行分析总结,得出规律变化曲线,总结经验。第五部分通过对经典壳体Flügge理论、Donnell薄壳理论研究,分析了加肋圆柱壳的振动特性,考虑了壳体的旋转惯性和肋骨在其平面内外的运动,运用均匀化理论,分别采用波动法和能量法推导水下加肋功能梯度圆柱壳振动特征方程,并利用MATLAB求解特征方程得到加肋圆柱壳固有频率。算例分析了静水压力下纵横加肋功能梯度圆柱壳在不同壳体尺寸、材料组分、纵横肋肋骨截面长宽比和肋骨间距等情况下固有频率的变化规律。第六部分鉴于含裂纹均匀材料的裂纹尖端应力强度因子是含裂纹构件安全性的重要参数,在前几部分FGM薄圆柱壳均匀化研究基础上,探寻FGM圆筒与均匀材料圆筒这两者裂纹尖端应力与应力强度因子之间存在的相似比值关系,提出了一种适用于含环状裂纹FGM圆筒的应力强度因子高精度快速计算方法。将计算结果与参考文献计算结果进行对比,验证了本文方法的可行性和优越性。最后部分对本文研究内容进行了总结与展望,并提出了创新点。
刘彪[2]（2021）在《碳纤增强褶皱夹芯板壳的设计制备及力学性能》文中提出结构轻量化一直以来都是航空航天、高端装备等领域亟需解决的技术问题之一。碳纤增强复合材料具有高比强、高比模量、高阻尼、抗疲劳等优异的力学性能,近年来在火箭发射筒、整流罩、固体火箭发动机壳体等领域得到愈来愈广泛的应用。与传统的碳纤增强格栅加筋结构相比,碳纤增强夹芯结构在保证总体质量不变的前提下大大提高了结构的整体抗弯刚度。褶皱夹芯结构作为一种新型夹芯结构因其优异的力学性能及开放的内部通道,引起了科学家们的广泛关注。本文以新型重载火箭主承力结构为应用背景,开展了碳纤增强褶皱夹芯板壳的结构设计、制备工艺、静/动态力学性能研究工作。主要包括以下内容:采用热压折叠和二次胶接工艺设计并成功制备出面内压缩和振动试验所需碳纤增强褶皱夹芯板的典型试件。推导了碳纤增强褶皱夹芯板在面内压缩载荷作用下可能发生的五种典型失效模式的临界失效载荷理论预报公式,并绘制相关失效机制图。基于哈密顿变分原理推导出不同边界条件下碳纤增强褶皱夹芯板的自由振动控制方程,采用能量法推导出碳纤增强褶皱芯子的等效剪切模量理论预报公式。分别通过面内压缩试验、模态试验和数值模拟的方法验证了理论预报模型的正确性。讨论了结构参数对夹芯板面内压缩失效模式和临界失效载荷、振动固有频率的影响规律。结果表明,碳纤增强褶皱夹芯板相比于波纹夹芯板抵抗面板局部屈曲的能力更强,具有更高的振动固有频率。由此可知,平面褶皱芯子的拓扑构型设计能够显着提升夹芯板的综合力学性能。根据顶点坐标计算法计算并设计出曲面褶皱芯子三维几何构型,得到了各几何参数变量间的函数关系。将热压折叠和二次胶接工艺拓展至碳纤增强褶皱夹芯曲面壳,通过机加工工艺设计出一套用于制备碳纤增强褶皱夹芯曲面壳的组合模具,成功制备出弯曲试验所需典型试件。推导出碳纤增强褶皱夹芯曲面壳在弯曲载荷作用下的中心点挠度和不同失效模式所对应的临界失效载荷理论预报公式。通过三点弯曲试验和数值模拟研究了面板厚度对曲面壳失效模式的影响,验证了理论模型和数值模拟的准确性。研究了曲面褶皱芯子的相对密度和几何构型对曲面壳中心点挠度、弯曲强度及失效模式的影响规律。结果表明,曲面褶皱芯子丰富的几何参数满足曲面壳结构高度可设计性的需求。相比于波纹夹芯曲面壳,碳纤增强褶皱夹芯曲面壳在弯曲载荷作用下具有更高的弯曲刚度和强度以及抵抗面板局部屈曲的能力。针对目前关于碳纤增强褶皱夹芯圆柱壳制备工艺难度大的问题,提出了制备该结构的热压折叠和拼接组装工艺。在曲面壳模具的基础上,额外设计出一套便于碳纤增强褶皱夹芯圆柱壳内外面板和圆形褶皱芯子装配固化的组合模具,成功制备出轴压和振动试验所需典型试件。推导了碳纤增强褶皱夹芯圆柱壳在轴压载荷作用下可能发生的四种典型失效模式的临界失效载荷理论预报公式,并绘制相关失效机制图。基于一阶剪切变形理论推导出碳纤增强褶皱夹芯圆柱壳在上下两端自由-自由边界条件下的自由振动控制方程,采用能量法推导出碳纤增强圆形褶皱芯子的等效剪切模量理论预报公式。分别通过轴压试验、模态试验和有限元数值模拟验证了理论预报模型的准确性。考察了纤维铺层角度、圆形褶皱芯子几何构型、圆柱壳外形尺寸（长径比和厚径比）对圆柱壳轴压和振动性能的影响规律并揭示其机理。结果表明,尽管碳纤增强褶皱夹芯圆柱壳相比于轴向波纹夹芯圆柱壳损失了一部分轴向承载能力,但圆形褶皱芯子的拓扑构型设计大大提高了圆柱壳环向刚度和强度以及抵抗面板局部屈曲的能力。实现了降低波纹夹芯圆柱壳各向异性的目的,提高了结构的综合力学性能。
庞国良[3]（2020）在《海洋非粘结柔性管截面力学特性及典型失效分析研究》文中研究说明海洋油气资源开发不断迈向深海、超深海领域,恶劣的海洋环境使得油气开采面临诸多挑战,也对开采装备提出了更高要求。非粘结柔性管凭借其特殊的结构型式、优越的力学性能,在国际海洋油气资源开发中的占据重要位置,自其问世后学术界和工程界对其一直相当关注。当前我国深水柔性管设计、生产及应用基本依赖进口,价格昂贵且供货周期较长,严重制约我国深水油气资源开发进程。因此开展柔性管力学特性分析及典型失效研究,对实现柔性管生产国产化、突破这一深海油气资源开发“卡脖子”技术、提升我国海洋装备研发能力具有重要价值,同时在学术研究上,也为柔性管的力学特性分析及典型失效评估提供有益参考。本文在系统地总结柔性管国内外研究现状基础上,以理论及数值分析为主要研究手段,针对柔性管在轴对称荷载和弯曲荷载下的截面力学特性、压溃失效问题及柔性立管疲劳失效进行深入研究,主要工作有以下几个方面:1)柔性管截面力学特性理论分析计算。轴对称载荷方面,根据各管层材质及结构型式将柔性管所有管层分为聚合物层、互锁金属铠装层和抗拉铠装层,基于功能原理推导了各类管层在轴向拉力、扭矩及内外压作用下的平衡方程并组装成柔性管整体平衡方程;弯曲载荷方面,分析了无滑移及滑移阶段的柔性管抗拉铠装层螺旋钢带的力学平衡特性,并给出了不同弯曲阶段的柔性管弯矩及弯曲刚度表达式,为后文柔性管简化数值模型建立及不同载荷条件下的截面力学特性分析提供理论基础。2)柔性管简化数值分析模型建立及不同载荷下的截面力学特性研究。建立了骨架层和抗压铠装层的三维精细化数值模型并分析其在不同载荷条件下的力学性能,提出了根据刚度等效原则将柔性管内四层（骨架层、内护套层、抗压铠装层和防摩擦层）等效为一层具有正交各向异性材料特性的圆筒结构的计算方法并对其进行了验证;同时考虑到柔性管定制化设计的工业应用实际和方便开展研究,编制了柔性管参数化建模程序及开发图形用户界面（GUI）用于提高柔性管建模效率;基于所建模型,开展了在轴对称载荷、弯曲载荷及组合载荷条件下的柔性管截面力学特性系统研究,通过对比实验所得的管道等效刚度及抗拉层钢带应变值验证柔性管数值模型的有效性,并重点分析了在不同边界条件、不同载荷耦合作用下的柔性管力学响应,为柔性管力学性能分析及优化设计提供参考。3)柔性管临界压溃载荷等效计算及压溃影响因素分析。针对柔性管典型压溃失效,提出一种柔性管骨架层等效厚度计算方法,此方法可以考虑骨架层内部钢带间及与相邻内护套层间实际接触特性,同时计及管层间的配合关系,可以方便求得骨架层等效厚度并用于临界压溃载荷求解;基于等效后的骨架层几何参数建立了包含骨架层及内护套层的二维柔性管压溃数值模型,计算临界压溃载荷并与三维数值模型求得的结果进行对比,验证等效方法及二维数值模型的有效性;基于所验证的柔性管压溃数值模型,利用弧长法进行柔性管非线性压溃的影响因素参数化分析,分析了柔性管在不同初始缺陷型式、初始椭圆度、骨架层材料弹塑性及外部层限制作用下的压溃特性及后屈曲行为,为柔性管的临界压溃载荷计算及抗压溃设计提供依据。4)柔性立管整体静力、动力特性分析及疲劳寿命评估。基于Sesam/Sima建立了包含浮式平台、系泊系统及柔性立管的整体耦合分析模型,分析了缓波型柔性立管线型布局及张力、曲率沿管长分布特性;探究了不同浮力段浮力因子、长度、起始点位置对立管线型、张力及曲率分布的影响;基于实际海域参数,考虑波浪、海流及上部平台运动,对立管进行非线性时域动力响应计算,得到立管热点处的载荷响应时程;并结合本文所提出的柔性管截面分析简化数值模型,得到柔性管抗拉层应力响应时程,基于S-N曲线和Miner线性累计损伤理论,计算立管不同抗拉层的疲劳寿命,形成了一套柔性立管疲劳寿命的评估方法,为柔性立管的选型设计及疲劳寿命评估提供支撑。
郭毅[4]（2020）在《卷到卷系统导向辊表面的薄膜褶皱行为研究》文中研究说明薄膜电子产品因其灵活性和可折叠性在国防、医疗、信息等领域被广泛应用,卷到卷制造是薄膜电子产品低成本制造的有效方式,卷到卷系统制造过程中的薄膜褶皱问题会严重影响薄膜电子产品的质量。本文以导向辊表面的薄膜为研究对象,对薄膜褶皱问题发生的临界条件以及临界褶皱形态进行了研究,并对各向异性薄膜褶皱进行了分析。主要研究内容如下:（1）研究了薄膜发生褶皱时的临界条件。基于稳定性理论,将导向辊表面受张力的薄膜视为薄壳,以薄膜壳单元为模型,考虑几何非线性,建立薄膜应力与应变的关系以及薄膜平衡微分方程;考虑薄膜与导向辊之间摩擦力的影响,采用静力法得到薄膜临界褶皱时的条件;分析了薄膜临界褶皱条件的影响因素。研究表明:薄膜的宽度、厚度、弹性模量以及薄膜与导向辊之间的摩擦系数对薄膜临界褶皱条件有较大影响。（2）研究了薄膜褶皱构形（波长和幅值）及其影响因素。从褶皱产生机理角度对薄膜褶皱行为进行研究,采用伽辽金法对薄膜平衡方程求解,并考虑薄膜与导向辊之间摩擦力的影响,得到薄膜临界褶皱幅值模型;根据波长与波数的关系,得到薄膜临界褶皱波长模型。分析了薄膜临界褶皱幅值、波长的影响因素。研究表明:在薄膜屈服强度内,张力对导向辊表面的薄膜褶皱具有一定的抑制作用。（3）研究了各向异性薄膜临界褶皱的条件和构形。基于稳定性理论,建立了各向异性薄膜的临界褶皱模型,分析了各向异性薄膜的临界褶皱条件和临界褶皱构形,并通过算例研究了正交各向异性薄膜的泊松比和弹性模量对薄膜临界褶皱的影响。研究表明,薄膜的泊松对薄膜褶皱影响较小。（4）基于有限元仿真软件分析了导向辊表面的薄膜褶皱行为。采用ABAQUS软件,建立薄膜和导向辊模型,通过对模型施加载荷和边界条件,分析不同薄膜厚度、弹性模量和摩擦系数对薄膜褶皱行为的影响。结果表明,薄膜厚度、弹性模量和摩擦系数对薄膜褶皱行为的影响规律与理论分析得到的规律一致。
倪一文[5]（2020）在《多场耦合复合材料圆柱壳振动和屈曲问题的辛方法》文中指出圆柱壳结构是一类重要的承载构件,由于其具有的易于加工、耗材少、设计分析简单、力学性能好等优点,被广泛使用于高端装备的设计和制造中。近年来,随着我国现代化建设进程的加快,对高端装备的承载能力和服役环境正在不断提高,《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》明确提出在航空航天装备、海工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备等八大行业实现中国制造新跨越。为实现该目标,多场耦合复合材料被大量应用于圆柱壳结构制造中,使其能够适应日益复杂的极端服役环境。该类多场耦合复合材料圆柱壳的动力性能分析是其设计的前提和基础,然而现有解析研究工作受到求解体系的限制,由广义位移函数（位移、电势、磁势）为基本未知量的振动和屈曲控制方程为高阶偏微分方程,只能依靠传统逆法或半逆法进行求解,解析解高度依赖假定函数形式,并且与圆柱壳其他参数无关,无法准确分析该类圆柱壳的振动和屈曲行为。为解决上述问题,以多场耦合复合材料圆柱壳为研究对象,对其在热、磁、电、弹性荷载作用下的振动和屈曲问题展开研究,建立该类圆柱壳自由振动和模态屈曲问题的哈密顿求解模型并推导相应的解析解,分析关键设计参数对自由振动频率和临界屈曲荷载的影响和作用规律,从而形成一种全新的适用于多场耦合复合材料圆柱壳振动和屈曲问题的直接求解方法。本博士论文的研究工作主要包括以下三方面内容:（1）建立了弹性、压电、磁电弹性复合材料圆柱壳振动和屈曲问题的统一哈密顿求解模型。以同时包含广义位移函数（位移、转角、电势、磁势等）的原变量和广义内力函数（轴力、弯矩、广义电位移、广义磁感应等）的对偶变量为基本变量,利用哈密顿变分原理,将拉格朗日体系下振动和屈曲的基本方程转化为哈密顿体系下具有统一形式的振动与屈曲控制方程,使高阶控制微分方程转化为一组低阶常微分方程组,得到了多场耦合复合材料圆柱壳振动和屈曲的控制方程。不同于传统逆法或半逆法,基于辛方法建立的哈密顿求解模型不需要通过假定函数进行求解,并且不受边界限制,推导过程严谨且求解过程理性。（2）获得了在热、磁、电、弹性荷载作用下的多场耦合复合材料圆柱壳振动和屈曲问题的解析解。在哈密顿体系下,多场耦合复合材料圆柱壳自由振动和屈曲问题直接归结为辛空间中的本征问题,自由振动频率/临界荷载和对应的振型/屈曲模态可以分别由辛本征值和本征解表示,从而分离变量法可以直接应用,获得以辛本征解级数展开形式表示的自由振动和屈曲问题的解析解。这里需要指出,辛本征解的形式与几何参数、材料参数以及边界条件相关,因此多场耦合复合材料圆柱壳的振动和屈曲问题的解析解具有多种数学形式,并且研究结果证明,传统逆法或半逆法的解仅为本论文解的一种情况。（3）分析几何尺寸、材料参数、边界条件、多物理场荷载等设计参数对自由振动频率和临界屈曲荷载的影响和作用规律,提出以外加磁、电、热、弹性耦合荷载对多场耦合复合材料圆柱壳振动和屈曲的控制。研究结果表明,外加磁势、电压和温升显着影响多场耦合复合材料圆柱壳的振动和屈曲特性。自由振动频率和临界荷载随磁势的增大而增大,随着电压和温升的增大而降低。不同的分布方式和分布模型下,多场耦合复合材料圆柱壳的频率和临界荷载对磁势、电压和温升有着不同的敏感程度,合理选择上述设计参数可以实现该类圆柱壳自由振动频率和屈曲荷载的调控。
屈仁浩[6]（2020）在《变频驱动电机电磁振动噪声特性研究》文中进行了进一步梳理随着变频电机应用的迅速发展,电机的振动噪声性能得到了越来越多的重视。变频电机噪声的主要成分是定子受气隙中的电磁激励力振动产生的电磁噪声。目前,国内外对电机电磁噪声已经开展了大量的研究,但鲜有针对变频驱动下电机电磁振动噪声特性的分析方法。针对变频驱动电机的电磁振动噪声的建模、分析和降噪设计的技术需求,本文建立了基于SPWM的变频器模型,分析了变频电机输入电流的谐波成分,再基于麦克斯韦张量法,计算分析了变频电机气隙中电磁激励力的频率特性;基于定子铁芯的正交各向异性厚壳-梁耦合简化模型,根据结构力学的能量理论,提出了定子振动噪声的解析计算方法;针对变频电机产生的高频电磁振动噪声,提出了一种基于统计能量法的高频振动噪声计算模型;对变频电机的振动噪声问题进行了电磁-固-声有限元仿真,并开展了振动实验,对变频驱动下电机的振动特性进行了实验研究。研究结果表明,变频器的输出电流主要包含基频谐波与开关频率附近的高频谐波;变频电机电磁激励力的低频谐波频率主要是输入电流频率的偶数倍频,高频集中在开关频率及其倍频附近;所提解析计算方法可以准确计算圆柱形定子铁芯的低阶固有频率,并将误差控制在4%以内;而在高频段,所提统计能量模型计算结果与仿真结果的误差在2d B以内,均满足工程精度要求;实验结果分析表明,变频电机低频振动信号主要是转频信号以及以2倍电流频率为基波的谐频信号,高频振动信号主要集中在开关频率附近,验证了本文分析的正确性。
程思凡[7]（2020）在《热噪声环境下箭体结构振动分析》文中进行了进一步梳理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。
李军剑[8]（2019）在《观光深潜器简化结构的动力学行为分析》文中研究指明壳体结构作为一种典型的工程结构形式,有着较为广泛的应用,其中航空航天、深海潜航以及核能化工领域更是应用频繁,而作为大型贮存气液的容器,更是屡见不鲜。现阶段随海底载人观光的兴起,壳体结构以其优良的力学性能更是得到广泛的应用。因此对于壳体结构进行力学性能的分析,可以充分发掘壳体结构的优良性能,更加安全可靠地应用在各领域。本论文主要针对壳体结构在应用过程中比较常出现的不安全问题进行了分析,如对圆柱壳结构受到轴压下的屈曲问题,壳体连接结构的振动问题以及壳体使用中受到的冲击等进行了研究。本论文针对壳体结构主要进行了如下具体的研究。（1）基于弹性力学平面应力应变理论,考虑了壳体结构在水下应用时轴向以及径向受到较大的静水压力载荷。采用基于能量法的半解析方法对壳体结构受到轴向和径向载荷下的临界屈曲载荷进行了分析,并探讨了壳体结构尺寸对轴向以及径向临界屈曲载荷的影响,得到了临界屈曲载荷随壳体结构尺寸等的变化规律。（2）基于经典板壳力学理论,对于常见的圆柱壳-圆柱壳连接结构进行了分析,主要利用基于能量法的半解析法对组合壳体结构的自由振动特性进行了分析。研究了壳体结构尺寸以及壳体结构的边界条件对于组合壳体结构的振动特性的影响,得到了壳体结构的振动特性随壳体结构尺寸和边界条件的变化规律。（3）在前面所做研究的基础上,综合求解振动特性的多种方法,得到一种求解圆柱壳-球壳组合壳体结构的振动特性的方法,借助Newmark法对组合壳体结构的受迫振动进行分析。得到了圆柱壳-球壳组合结构的固有振动频率以及受迫振动响应的变化规律。（4）基于有限元软件,对圆柱壳-球壳连接结构的冲击响应进行了分析。得到了影响冲击响应的主要因素和冲击响应随时间的变化规律。本论文工作将丰富和发展壳体结构的研究理论,为进一步研究壳体结构的力学性能提供了一定的理论依据,可以对后续科研人员的研究提供一定的指导。
刘青贺[9]（2019）在《基于Flügge壳体理论薄壁圆柱壳振动特性研究》文中研究说明薄壁圆柱壳体在实际中应用十分广泛,是一种轻质、高效薄壁结构,在实际工程中为获得更加准确的圆柱壳结构的力学性能,许多研究人员对此展开了研究,但现有的理论和方法在实际应用中存在一定的局限性和精确性,因此本文在分析现有经典壳体理论的基础上采用半解析微分求积有限元法分析其动力学特性,获得圆柱壳结构较高精度的精确解。本论文针对薄壁圆柱壳动力学特性,为进一步提高薄壁圆柱壳自由振动计算精度。本文采用半解析微分求积有限元法,基于Flügge壳体理论,建立薄壁圆柱壳自由振动微分方程,并对该振动方程进行求解,所得结果与现有文献、解析解和有限元方法进行对比分析。在此基础上,本文主要研究的内容如下:（1）分析不同经典壳体理论:Donnell壳体理论、Soedel壳体理论和Flügge壳体理论,通过曲率表达式、非中面应变表达式以及内力和内力矩表达式,建立薄壁圆柱壳自由振动微分方程,通过使用精确解法和近似梁函数方法,分析该结构的自由振动特性,并与有限元法和相关文献进行对比,验证不同基本壳体理论计算的精度和适用范围。（2）基于Flügge壳体理论,建立其薄壁圆柱壳自由振动微分方程。针对两端简支-简支,两端固支-固支、两端自由-自由和一端固支和一端自由边界条件下的薄壁圆柱壳模型,以此自由振动微分方程为基础通过使用半解析微分求积有限元法,得到薄壁圆柱壳的固有频率方程,求解其频率值,并与相关文献和解析法进行分析验证,证明本方法的准确性和收敛性。（3）考虑材料参数对薄壁圆柱壳体结构振动特性的影响,基于Flügge壳体理论,建立正交各向异性圆柱壳自由振动微分方程,针对多种组合边界条件下的正交各向异性圆柱壳模型,以此方程为研究基础分析正交各向异性圆柱壳结构的自由振动特性,并通过数值算例分析证明本方法的准确性。不仅如此,本论文还分析了不同长径比、厚径比以及材料性能等参数对该结构自由振动特性的影响。
沈克纯[10]（2018）在《静水压力下复合材料圆柱壳体耐压性能优化设计》文中认为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。
二、正交各向异性圆柱壳在轴向压力作用下的静动态特性分析（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、正交各向异性圆柱壳在轴向压力作用下的静动态特性分析（论文提纲范文）
（1）功能梯度圆柱壳均匀化转换计算理论及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的工程背景 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 圆柱壳研究概况 |
| 1.2.2 功能梯度圆柱壳研究概况 |
| 1.3 本文研究的出发点及主要工作 |
| 第2章 FGM圆柱壳均匀化转换计算理论研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 功能梯度材料细观物理力学模型 |
| 2.3 功能梯度板相似性理论 |
| 2.4 Levinson梁理论条件下的功能梯度梁相似性推导 |
| 2.5 FGM圆柱壳均匀化理论数学模型 |
| 2.5.1 几何和物理描述 |
| 2.5.2 几何方程 |
| 2.5.3 物理方程 |
| 2.5.4 运动方程 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于均匀化转换方法的FGM圆柱壳固有频率计算 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 运动微分方程 |
| 3.2.1 Flügge经典薄壳理论 |
| 3.2.2 Love经典薄壳理论 |
| 3.3 波动法解微分方程 |
| 3.3.1 Flügge理论位移运动方程固有频率的波动法求解 |
| 3.3.2 Love理论位移运动方程固有频率的波动法求解 |
| 3.4 数值计算及分析 |
| 3.4.1 正确性和有效性验证 |
| 3.4.2 影响FGM圆柱壳固有频率因素分析 |
| 3.5 计算效率分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于均匀化转换方法水下FGM圆柱壳振动特性分析 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 运动平衡方程式 |
| 4.3 波动法解微分方程 |
| 4.4 耦合声振方程 |
| 4.5 均匀化转换计算 |
| 4.6 静水压力下FGM圆柱壳临界压力预测 |
| 4.7 数值计算及分析 |
| 4.7.1 正确性和有效性验证 |
| 4.7.2 影响静水压力作用下FGM圆柱壳固有频率因素分析 |
| 4.7.3 影响静水压力条件下FGM圆柱壳临界压力因素分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 静水压力下加肋FGM圆柱壳振动特性分析 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 环肋水下FGM圆柱壳振动特性 |
| 5.2.1 基本模型 |
| 5.2.2 基本假定 |
| 5.2.3 物理方程(弹性定律) |
| 5.2.4 环肋FGM圆柱壳运动平衡方程式 |
| 5.2.5 波动法解微分方程 |
| 5.2.6 耦合声振方程 |
| 5.2.7 均匀化转换计算 |
| 5.3 纵横水下FGM圆柱壳振动特性 |
| 5.3.1 几何模型 |
| 5.3.2 理论推导 |
| 5.4 数值计算及分析 |
| 5.4.1 正确性和有效性分析 |
| 5.4.2 影响加肋FGM圆柱壳固有频率因素分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 含裂纹FGM圆筒应力强度因子相似性研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 力学模型 |
| 6.3 理论推导 |
| 6.3.1 功能梯度材料 |
| 6.3.2 应力强度因子 |
| 6.4 算例与讨论 |
| 6.4.1 裂纹尖端应力分布 |
| 6.4.2 应力强度因子计算 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本文主要创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（2）碳纤增强褶皱夹芯板壳的设计制备及力学性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 褶皱夹芯板壳研究现状 |
| 1.2.1 褶皱夹芯板壳制备工艺 |
| 1.2.2 褶皱夹芯板力学性能 |
| 1.2.3 褶皱夹芯曲面/圆柱壳力学性能 |
| 1.2.4 存在的问题和不足 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 碳纤增强褶皱夹芯板面内压缩和振动性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 夹芯板结构设计与制备 |
| 2.2.1 平面褶皱芯子结构设计 |
| 2.2.2 夹芯板热压成型模具设计 |
| 2.2.3 碳纤增强褶皱夹芯板的制备 |
| 2.3 碳纤增强褶皱夹芯板面内压缩性能 |
| 2.3.1 面内压缩临界失效载荷理论预报和失效机制图 |
| 2.3.2 试验验证和结果分析 |
| 2.3.3 夹芯板结构参数对面内压缩性能的影响 |
| 2.3.4 与波纹夹芯板面内压缩性能对比分析 |
| 2.4 碳纤增强褶皱夹芯板振动性能 |
| 2.4.1 振动固有频率理论预报 |
| 2.4.2 模态试验和数值模拟 |
| 2.4.3 夹芯板结构参数对振动性能的影响 |
| 2.4.4 与波纹夹芯板振动性能对比分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 碳纤增强褶皱夹芯曲面壳弯曲性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 曲面壳结构设计与制备 |
| 3.2.1 曲面褶皱芯子结构设计 |
| 3.2.2 内外面板结构设计 |
| 3.2.3 曲面壳热压成型模具设计 |
| 3.2.4 碳纤增强褶皱夹芯曲面壳的制备 |
| 3.3 中心点挠度和临界失效载荷理论预报 |
| 3.4 弯曲试验和数值模拟 |
| 3.5 曲面壳结构参数对弯曲性能的影响 |
| 3.5.1 面板厚度 |
| 3.5.2 曲面褶皱芯子相对密度 |
| 3.5.3 曲面褶皱芯子几何构型 |
| 3.6 与波纹夹芯曲面壳弯曲性能对比分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 碳纤增强褶皱夹芯圆柱壳轴压性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 圆柱壳结构设计与制备 |
| 4.2.1 圆柱壳结构设计 |
| 4.2.2 圆柱壳装配固化模具设计 |
| 4.2.3 碳纤增强褶皱夹芯圆柱壳的制备 |
| 4.3 轴压临界失效载荷理论预报和失效机制图 |
| 4.4 轴压试验和数值模拟 |
| 4.5 圆柱壳结构参数对轴压性能的影响 |
| 4.5.1 纤维铺层角度 |
| 4.5.2 圆形褶皱芯子几何构型 |
| 4.5.3 圆柱壳外形尺寸 |
| 4.6 与现有的碳纤增强圆柱壳轴压性能对比分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 碳纤增强褶皱夹芯圆柱壳振动性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 碳纤增强褶皱夹芯圆柱壳固有频率理论预报 |
| 5.2.1 基本假设 |
| 5.2.2 振动固有频率的求解 |
| 5.3 模态试验和数值模拟 |
| 5.4 圆柱壳结构参数对振动性能的影响 |
| 5.4.1 纤维铺层角度 |
| 5.4.2 圆形褶皱芯子几何构型 |
| 5.4.3 圆柱壳外形尺寸 |
| 5.5 与现有的碳纤增强夹芯圆柱壳振动性能对比分析 |
| 5.6 碳纤增强褶皱夹芯圆柱壳综合力学性能评价 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）海洋非粘结柔性管截面力学特性及典型失效分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 柔性管介绍 |
| 1.2.1 柔性管结构 |
| 1.2.2 柔性管分类 |
| 1.2.3 柔性管典型失效 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 柔性管截面特性研究 |
| 1.3.2 柔性管压溃失效研究 |
| 1.3.3 柔性管疲劳分析方法 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 柔性管截面力学特性理论分析计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 轴对称载荷下柔性管截面力学特性解析计算 |
| 2.2.1 聚合物层平衡方程 |
| 2.2.2 互锁金属铠装层平衡方程 |
| 2.2.3 抗拉铠装层平衡方程 |
| 2.2.4 轴对称载荷下柔性管总体平衡方程 |
| 2.3 弯曲载荷下柔性管截面力学特性解析计算 |
| 2.3.1 圆筒结构受弯特性分析 |
| 2.3.2 抗拉铠装层受弯特性分析 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 柔性管截面力学特性数值计算模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 互锁金属铠装层力学性能分析 |
| 3.2.1 互锁金属铠装层基本参数 |
| 3.2.2 不同工况下的力学性能 |
| 3.2.3 互锁铠装层刚度等效 |
| 3.3 柔性管简化数值计算模型 |
| 3.3.1 柔性管几何及材料参数 |
| 3.3.2 模型建立及分析关键部分 |
| 3.4 柔性管参数化建模及图形用户界面 |
| 3.4.1 ABAQUS软件脚本语言Python |
| 3.4.2 基于Python语言的柔性管参数化建模程序编制 |
| 3.4.3 柔性管参数化建模图形用户界面开发 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 模型实验验证及柔性管截面力学特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 轴对称载荷下的柔性管模型验证及截面力学特性 |
| 4.2.1 单一轴对称载荷下力学特性 |
| 4.2.2 组合轴对称载荷下力学特性 |
| 4.3 弯曲载荷下的柔性管模型验证及截面力学特性 |
| 4.3.1 单一弯曲载荷下力学特性 |
| 4.3.2 拉弯组合载荷下力学特性 |
| 4.3.3 内、外压作用对柔性管弯曲力学特性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 柔性管临界压溃载荷计算及压溃影响因素分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 柔性管压溃载荷解析计算方法 |
| 5.3 基于环向刚度等效的骨架层等效厚度计算方法 |
| 5.3.1 骨架层几何及材料参数 |
| 5.3.2 基于环向刚度等效的骨架层等效厚度计算 |
| 5.3.3 等效方法验证 |
| 5.4 柔性管压溃影响因素参数化分析 |
| 5.4.1 弧长法 |
| 5.4.2 参数化分析内容 |
| 5.5 参数化分析结果及讨论 |
| 5.5.1 初始椭圆度对柔性管压溃特性的影响 |
| 5.5.2 材料非线性对柔性管压溃特性的影响 |
| 5.5.3 外部限制层刚度变化对压溃特性的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 深水柔性立管动力响应及疲劳分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 柔性立管疲劳分析基本理论及方法 |
| 6.2.1 S-N曲线 |
| 6.2.2 雨流计数法 |
| 6.2.3 疲劳累计损伤理论 |
| 6.2.4 立管疲劳时域分析法 |
| 6.2.5 柔性立管疲劳分析流程 |
| 6.3 柔性立管整体动态耦合时域分析 |
| 6.3.1 作业海域环境参数 |
| 6.3.2 平台、系泊系统及立管参数 |
| 6.3.3 平台运动响应分析 |
| 6.3.4 立管整体静力特性分析 |
| 6.3.5 立管动力特性分析 |
| 6.4 柔性立管疲劳寿命评估 |
| 6.4.1 立管截面分析模型 |
| 6.4.2 抗拉层螺旋钢带应力时程 |
| 6.4.3 柔性立管疲劳寿命计算 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（4）卷到卷系统导向辊表面的薄膜褶皱行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 卷到卷制造系统薄膜褶皱研究现状 |
| 1.3 薄膜褶皱的理论研究方法 |
| 1.3.1 张力场理论 |
| 1.3.2 稳定性理论 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 2 薄膜褶皱临界条件的研究 |
| 2.1 薄膜微分方程的建立 |
| 2.1.1 模型基本假设 |
| 2.1.2 微分方程推导 |
| 2.1.3 边界条件 |
| 2.2 薄膜褶皱的临界条件 |
| 2.3 临界条件影响因素的分析 |
| 2.3.1 薄膜宽度对临界压缩载荷的影响 |
| 2.3.2 薄膜厚度对临界压缩载荷的影响 |
| 2.3.3 薄膜泊松比对临界压缩载荷的影响 |
| 2.3.4 薄膜弹性模量对临界压缩载荷的影响 |
| 2.3.5 薄膜与导向辊间的摩擦系数对临界压缩载荷的影响 |
| 2.3.6 导向辊半径对临界压缩载荷的影响 |
| 2.3.7 薄膜张力对临界压缩载荷的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 薄膜褶皱构形的研究 |
| 3.1 薄膜褶皱的波长与幅值 |
| 3.1.1 褶皱幅值 |
| 3.1.2 褶皱波长 |
| 3.2 褶皱波长影响因素分析 |
| 3.2.1 薄膜厚度对褶皱波长的影响 |
| 3.2.2 薄膜泊松比对褶皱波长的影响 |
| 3.2.3 导向辊半径对褶皱波长的影响 |
| 3.3 褶皱幅值影响因素分析 |
| 3.3.1 压缩应力与褶皱幅值的关系 |
| 3.3.2 薄膜宽度对褶皱幅值的影响 |
| 3.3.3 薄膜与导向辊间的包角对褶皱幅值的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 各向异性薄膜褶皱的研究 |
| 4.1 微分方程的建立 |
| 4.2 褶皱临界条件 |
| 4.3 褶皱的波长与幅值 |
| 4.4 各向异性薄膜褶皱影响因素分析 |
| 4.4.1 薄膜泊松比对褶皱的影响 |
| 4.4.2 薄膜弹性模量对临界褶皱载荷的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于ABAQUS的薄膜褶皱仿真分析 |
| 5.1 ABAQUS屈曲分析 |
| 5.2 薄膜褶皱的仿真分析 |
| 5.2.1 薄膜褶皱分析模型建立 |
| 5.2.2 薄膜厚度对褶皱的影响 |
| 5.2.3 薄膜弹性模量对褶皱的影响 |
| 5.2.4 摩擦系数对薄膜褶皱的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
（5）多场耦合复合材料圆柱壳振动和屈曲问题的辛方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 圆柱壳振动和屈曲的研究背景和意义 |
| 1.2 多场耦合复合材料圆柱壳振动和屈曲的研究现状 |
| 1.2.1 多场耦合复合材料研究背景 |
| 1.2.2 热-弹性耦合复合材料圆柱壳振动和屈曲研究现状 |
| 1.2.3 电-热-弹性耦合复合材料圆柱壳振动和屈曲研究进展 |
| 1.2.4 磁-电-热-弹性耦合复合材料圆柱壳振动和屈曲发展趋势 |
| 1.3 辛体系方法简介 |
| 1.4 本文的主要研究工作 |
| 2 功能梯度圆柱壳自由振动问题的辛方法 |
| 2.1 功能梯度弹性材料圆柱壳基本问题 |
| 2.2 弹性圆柱壳振动的哈密顿体系表述 |
| 2.3 弹性圆柱壳的辛本征值和本征解 |
| 2.4 数值算例及结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 功能梯度圆柱壳热屈曲的辛方法研究 |
| 3.1 热载荷下功能梯度弹性圆柱壳基本问题表述 |
| 3.2 功能梯度圆柱壳热屈曲的哈密顿体系 |
| 3.3 辛本征值和本征解问题 |
| 3.4 数值结果及讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于辛方法的压电纤维增强圆柱壳自由振动问题 |
| 4.1 压电纤维增强材料圆柱壳基本控制方程 |
| 4.2 压电圆柱壳振动的哈密顿体系 |
| 4.3 压电圆柱壳的辛本征问题和频率方程 |
| 4.4 数值结果讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 采用辛方法分析功能梯度纳米管增强压电圆柱壳屈曲问题 |
| 5.1 功能梯度纳米管增强压电圆柱壳基本方程 |
| 5.2 导入哈密顿体系 |
| 5.3 临界载荷和屈曲模态 |
| 5.4 数值结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 哈密顿体系下磁电热弹性功能梯度多孔圆柱壳自由振动问题 |
| 6.1 多孔磁电热弹性功能梯度圆柱壳基本问题 |
| 6.2 磁电圆柱壳振动的哈密顿正则方程组 |
| 6.3 磁电圆柱壳的频率和振型 |
| 6.4 数值算例及分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 基于哈密顿体系框架下的磁电热弹性圆柱壳屈曲问题 |
| 7.1 磁电热弹性圆柱壳基本问题描述 |
| 7.2 磁电圆柱壳屈曲的哈密顿体系 |
| 7.3 辛本征问题 |
| 7.4 数值算例及讨论 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）变频驱动电机电磁振动噪声特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电机电磁力计算研究现状 |
| 1.2.2 电机振动特性研究现状 |
| 1.2.3 变频电机电磁振动噪声研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 变频驱动电机电磁力谐波分析 |
| 2.1 变频器模型简述 |
| 2.1.1 变频器基本工作原理 |
| 2.1.2 SPWM技术 |
| 2.1.3 三相变频器Simulink仿真 |
| 2.2 六相变频器谐波分析 |
| 2.2.1 六相变频器输出谐波理论分析 |
| 2.2.2 六相变频器输出谐波仿真分析 |
| 2.3 电机气隙磁场分析 |
| 2.3.1 气隙磁场理论分析 |
| 2.3.2 气隙磁场仿真分析 |
| 2.4 电磁激励力谐波分析 |
| 2.4.1 麦克斯韦应力张量法 |
| 2.4.2 电磁力谐波理论分析 |
| 2.4.3 电磁力谐波仿真验证 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 低频电磁振动噪声特性解析计算研究 |
| 3.1 电机定子简化模型研究 |
| 3.1.1 电机定子的圆柱壳简化模型 |
| 3.1.2 电机定子的厚壳-梁耦合简化模型 |
| 3.2 电机定子解析振动特性研究 |
| 3.2.1 正交各向异性厚壳能量泛函推导 |
| 3.2.2 定子厚壳-梁耦合结构能量泛函推导 |
| 3.2.3 Rayleigh-Ritz法求解定子振动特性 |
| 3.3 电机定子辐射噪声特性研究 |
| 3.3.1 定子声辐射模型建模 |
| 3.3.2 定子辐射噪声解析计算 |
| 3.4 电机定子低频振动噪声特性有限元仿真 |
| 3.4.1 定子模态分析 |
| 3.4.2 振动噪声分析 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 高频电磁振动噪声特性分析 |
| 4.1 电机定子统计能量模型的建立 |
| 4.1.1 统计能量法基本理论 |
| 4.1.2 定子子系统划分 |
| 4.2 电机定子统计能量参数计算 |
| 4.2.1 子系统模态密度计算 |
| 4.2.2 自损因子计算 |
| 4.2.3 耦合损耗因子计算 |
| 4.3 电机定子统计能量模型求解 |
| 4.3.1 输入能量分析 |
| 4.3.2 能量方程求解 |
| 4.4 电机定子高频振动特性仿真分析 |
| 4.4.1 损耗因子仿真验证 |
| 4.4.2 高频振动噪声特性仿真验证 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 变频电机电磁振动噪声仿真与实验研究 |
| 5.1 变频驱动电机电磁-固-声耦合仿真 |
| 5.1.1 电磁噪声仿真流程 |
| 5.1.2 变频驱动电机有限元模型建立 |
| 5.2 变频电机振动噪声特性仿真分析 |
| 5.2.1 变频电机振动特性分析 |
| 5.2.2 变频电机噪声特性分析 |
| 5.3 变频电机振动特性实验研究 |
| 5.3.1 电机振动实验简介 |
| 5.3.2 振动实验结果分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要研究内容与结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（7）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 |
（8）观光深潜器简化结构的动力学行为分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 壳体结构的屈曲特性研究 |
| 1.2.2 壳体结构振动特性的研究 |
| 1.2.3 壳体结构冲击响应的研究 |
| 1.2.4 组合壳体结构的力学性能研究 |
| 1.3 本论文主要研究内容 |
| 1.4 本论文主要创新工作 |
| 第2章 水下壳体结构强度及屈曲力学性能分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 强度及屈曲问题基本推导 |
| 2.2.1 热传导方程的推导 |
| 2.2.2 圆柱壳的基本方程 |
| 2.2.3 加筋圆柱壳受径向均布载荷下的强度问题 |
| 2.2.4 加筋圆柱壳受轴向载荷下的临界屈曲载荷 |
| 2.2.5 加筋圆柱壳受径向载荷下的临界屈曲载荷 |
| 2.3 边界条件 |
| 2.4 问题求解 |
| 2.4.1 加筋圆柱壳受径向载荷下的强度问题的求解 |
| 2.4.2 加筋圆柱壳轴向临界屈曲载荷问题的求解 |
| 2.4.3 加筋圆柱壳径向临界屈曲载荷问题的求解 |
| 2.5 算例分析 |
| 2.5.1 加筋圆柱壳的强度性能算例分析 |
| 2.5.2 加筋圆柱壳的轴向临界屈曲载荷的算例分析 |
| 2.5.3 加筋圆柱壳的径向临界屈曲载荷的算例分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 圆柱壳-圆柱壳连接结构振动特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型的建立及理论推导 |
| 3.2.1 基本公式推导 |
| 3.2.2 基于能量法分析圆柱壳连接结构的振动问题 |
| 3.3 问题的求解 |
| 3.4 算例分析 |
| 3.4.1 对比算例 |
| 3.4.2 圆柱壳结构参数对无量纲频率的影响 |
| 3.4.3 圆柱壳无量纲频率随径厚比和长厚比的变化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 圆柱壳-球壳连接结构振动特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基本公式的推导 |
| 4.2.1 圆柱壳结构的基本公式 |
| 4.2.2 球壳结构的基本公式 |
| 4.3 圆柱壳与球壳的连接结构能量函数 |
| 4.3.1 圆柱壳结构的能量函数 |
| 4.3.2 球壳结构的能量函数 |
| 4.3.3 球壳与圆柱壳连接结构的总能量函数 |
| 4.4 圆柱壳与球壳的容许函数和振动方程 |
| 4.5 算例分析 |
| 4.5.1 对比算例 |
| 4.5.2 组合结构参数对其无量纲频率的影响 |
| 4.5.3 组合结构的径厚比及长厚比对其无量纲频率的影响 |
| 4.5.4 组合结构受载下的振动响应 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于ABAQUS对水下结构冲击的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 仿真软件内置计算方法 |
| 5.3 仿真结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A(攻读学位期间发表的学术论文及项目科研情况) |
| 附录B |
（9）基于Flügge壳体理论薄壁圆柱壳振动特性研究（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 壳体理论发展 |
| 1.2.2 薄壁圆柱壳振动特性的研究现状 |
| 1.2.3 正交各向异性圆柱壳振动特性的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 薄壁圆柱壳经典壳体理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 圆柱壳经典壳体理论 |
| 2.2.1 经典壳体理论 |
| 2.2.2 经典壳体理论差异性分析 |
| 2.3 三种壳体理论结果分析和讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 薄壁圆柱壳振动特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 薄壁圆柱壳振动特性分析 |
| 3.2.1 薄壁圆柱壳基本方程 |
| 3.2.2 自由振动微分方程 |
| 3.2.3 简支薄壁圆柱壳振动特性分析 |
| 3.2.4 非简支边界薄壁圆柱壳振动特性分析 |
| 3.3 薄壁圆柱壳模态分析 |
| 3.4 算例分析 |
| 3.4.1 基于Flügge壳体理论的半解析微分求积有限元法的求解方法 |
| 3.4.2 结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 正交各向异性薄壁圆柱壳振动特性分析 |
| 4.1 基于Flügge壳体理论方程和求解方法 |
| 4.2 经典边界条件正交各向异性圆柱壳振动特性分析 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 验证和讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 薄壁圆柱壳自由振动实验研究 |
| 5.1 实验模态理论与求解 |
| 5.1.1 实验模态的基本理论 |
| 5.1.2 单点拾振法 |
| 5.2 薄壁圆柱壳的模态实验方案设计 |
| 5.2.1 实验总体方案设计 |
| 5.2.2 支撑方式与实验对象的确定 |
| 5.2.3 激励方式的选择与测点分布 |
| 5.2.4 实验环境搭建及数据采集 |
| 5.3 薄壁圆柱壳结构实验数据分析 |
| 5.3.1 自由边界下薄壁圆柱壳实验数据分析 |
| 5.3.2 实验数值结果分析及讨论 |
| 5.4 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 |
（10）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 |
四、正交各向异性圆柱壳在轴向压力作用下的静动态特性分析（论文参考文献）
- [1]功能梯度圆柱壳均匀化转换计算理论及应用研究[D]. 杨萌. 河南科技大学, 2021
- [2]碳纤增强褶皱夹芯板壳的设计制备及力学性能[D]. 刘彪. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [3]海洋非粘结柔性管截面力学特性及典型失效分析研究[D]. 庞国良. 华南理工大学, 2020(05)
- [4]卷到卷系统导向辊表面的薄膜褶皱行为研究[D]. 郭毅. 西安理工大学, 2020
- [5]多场耦合复合材料圆柱壳振动和屈曲问题的辛方法[D]. 倪一文. 大连理工大学, 2020
- [6]变频驱动电机电磁振动噪声特性研究[D]. 屈仁浩. 上海交通大学, 2020(01)
- [7]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)
- [8]观光深潜器简化结构的动力学行为分析[D]. 李军剑. 湖南大学, 2019(07)
- [9]基于Flügge壳体理论薄壁圆柱壳振动特性研究[D]. 刘青贺. 哈尔滨工程大学, 2019(04)
- [10]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)