柱壳_参考网

不同壁厚下40CrMnSiB钢柱壳内爆炸膨胀裂纹生成机制分析

94)引 言金属柱壳在内爆炸加载下的膨胀断裂程度与其杀伤效果密切相关,例如导弹、炮弹以及壳体战斗部等,因此,金属壳体在冲击载荷作用下的断裂时间、断裂过程以及裂纹扩展规律是工程实践和武器研究中非常关注的问题。在爆轰加载下金属圆柱壳体膨胀破碎过程问题早在一个世纪以前就得到了广泛关注,如G. T. Taylor[1]首先提出的壳体在高应变率加载下动态断裂应力准则,C. H. Hoggatt[2]提出装药爆轰赋予柱壳的应力状态直接影响柱壳的塑性变形行为和破碎模式表

火炸药学报 2023年12期2024-01-11

螺旋缠绕复合材料圆柱壳屈曲特性

压壳（下文简称圆柱壳）是最常用结构形式之一[2]，而复合材料圆柱壳具有良好的比强度、比刚度、抗疲劳、耐腐蚀和承载能力等，在潜水器、水下滑翔机等装备的耐压结构件上得到广泛应用[3–4]。复合材料圆柱壳制备可采用卷制与缠绕2 种工艺。圆柱壳纤维缠绕主要分单一螺旋缠绕、螺旋加环/纵向缠绕。国内外学者对静水压下卷制及缠绕2 种工艺制备的碳纤维复合材料圆柱壳屈曲特性，进行了一系列的理论、数值与试验研究。卷制工艺制备的圆柱壳，其纤维层依次叠层、规律铺设，力学性能研究比

舰船科学技术 2023年18期2023-11-24

腐蚀减薄柱形壳轴压屈曲特性研究

e[3]在外压圆柱壳缺陷敏感性研究领域中，证明几何缺陷不容忽视。Blachut[4]利用有限元方法研究了许多不同形状缺陷对圆柱壳屈曲特性的影响，其中包括了样条形缺陷和矩形凹陷等。Arbelo 等[5]在复合材料圆柱壳邻域进行了研究，主要研究多点凹陷的复合材料对圆柱壳极限载荷产生的影响，最终发现多点扰动载荷更加保守。Kreilos[6]以及Virot 等[7]分别从理论和试验的角度研究了局部凹坑缺陷对轴压圆柱壳屈曲强度的影响。MacKay 等[8]在腐蚀损伤

舰船科学技术 2023年5期2023-05-04

3D打印火箭壳体Kagome蜂窝加筋结构压溃性能预测和实验验证

gome蜂窝加筋柱壳结构尺寸远大于Kagome蜂窝的单胞尺寸, 因此可简化为二维平面上单个单胞的力学性能分析.设Kagome蜂窝结单胞细胞壁的竖直方向为打印方向，细胞壁的厚度为t, 蜂窝结构的离侧面宽度为ω.蜂窝结构中的各向异性率和相对密度可用于衡量结构性能.各向异性率是材料测试中的重要参数.各向异性率旨在表现材料在不同方向的物理和化学特性, 是衡量在不同方向力学性能的关键参数.Kagome蜂窝结构的各向异性率定义为(1)其中a1,a2,b1,b2表示Ka

吉林大学学报（理学版） 2023年1期2023-03-09

内部爆炸作用下20 钢柱壳的变形及相变*

1）低碳钢等金属柱壳在爆炸载荷作用下的高应变率膨胀变形及碎裂过程研究一直受到学者们的广泛关注，研究内容涉及柱壳在爆炸作用下的变形断裂过程、模式及其影响因素、碎裂分析模型等[1-15]。在这些研究中，大量关注集中在爆炸前后材料的组织演化，如高应变率下材料的绝热剪切演化[3,8-10]、不同热处理下材料微观组织改变等对断裂模式和机理的影响研究[4-5,12,14]，而关于材料冲击相变对柱壳膨胀断裂影响的研究相对较少。现有研究表明，纯铁、Ni、Pb、Zn、Sn 

爆炸与冲击 2023年1期2023-03-02

线起爆膨胀柱壳实验加载及诊断技术*

面，研究主要涉及柱壳的环向拉伸和剪切2 种断裂模式，给出了断裂判据以及直观的裂纹扩展演化描述[9-11]。其基本依据是壳体内的应力分布和材料断裂判据。从研究情况看，壳体膨胀断裂的萌生位置分别有内表面、外表面、内表面附近等不同认识，对应的扩展路径和方式也有不同认识[9-14]。这些认识差异的起源，既有壳体内应力分布演化复杂，也有诊断信息不足造成分析难以收敛的原因。对于壳体内的应力分布，早期研究一般采用二维轴对称模型的解析解来简化分析滑移爆轰加载柱壳，未考虑滑

爆炸与冲击 2022年12期2022-12-21

某大桥桥墩纤维增强复合材料防撞浮箱常见病害分析

RP 八边形内衬柱壳构件，主要通过变形缓冲，消除浮箱传递给桥墩的能量[6]。由于桥墩外围周长较长，整体式设计施工安装及后期维护难度较大，因此外围浮箱采用装配式设计，每一组浮箱共分为12 个单元箱。在此基础上便于对迎撞面或迎水面单元箱体功能进行优化，即分为7 个密封浮力箱和5 个底部开孔水阻箱，如图3 所示。浮力箱用于调试浮箱的出水面高度，水阻箱主要与内衬柱壳等共同提供撞击时的水流阻力。第二句的“假象”实指第一句“乱人心神”的甜美果实和“美丽的陷阱”，“蒙蔽

重庆建筑 2022年9期2022-09-23

爆炸加载下装配垫片对金属柱壳膨胀断裂影响研究*

）爆炸加载下金属柱壳的膨胀断裂已有了大量研究：第1 类为炸药与金属柱壳最终破裂速度的关系，关注破片终速度和毁伤效应；第2 类为金属柱壳的断裂模式（拉伸断裂、纯剪切断裂和拉剪混合型断裂等），认为不同的断裂模式发展进程不同，进而影响到柱壳的破裂时间，关注炸药与柱壳材料的影响、不同壁厚柱壳断裂模式差异和柱壳发生单旋剪切断裂模式的诱导因素等。另外，目前，因材料制备、加工和工程设计的不同，关注集中在柱壳微缺陷、表面微加工痕迹和装配状态等对柱壳断裂的影响规律。而对微缺

爆炸与冲击 2022年8期2022-09-17

外部爆炸载荷下表面粗糙度对45 钢柱壳剪切带行为的影响

1201）轴对称柱壳结构是战斗部件的典型代表，其在爆炸载荷下的变形和破坏问题一直是武器研究的热点之一[1-10]。目前，对金属柱壳变形剪切的影响研究主要集中在不同材料的自身特性、显微组织和缺陷结构上[11-17]，而表面加工介观状态对柱壳剪切带影响的研究相对较少。Nesterenko 等[18]首次通过厚壁圆筒（thick-walled-cylinder，TWC）装置研究了外爆下柱壳内剪切带的演化。而后，Nesterenko 等[19]和Meyers 等[

高压物理学报 2022年4期2022-08-10

局部约束阻尼开口柱壳的减振分析及优化

业领域中经常使用柱壳结构作为蒙皮或幕墙，而且柱壳壁厚相对较小，受外界激励会出现噪声和振动问题，而局部约束阻尼可以在引入较小质量的情况下达到较好的减振效果，因此也广泛应用于薄壁柱壳结的减振中。使用粘弹性层耗散结构振动能量的约束阻尼减振在20世纪50年代已有应用，早期Kerwin等[1]主要针对板梁结构的约束阻尼减振。随着薄壁柱壳的广泛应用，约束阻尼柱壳的减振研究也受到很多学者的关注[2-4]。Mahmoudkhani等[5]应用Donnell壳理论和一阶剪切

计算力学学报 2022年2期2022-04-20

双球破片冲击柱壳装药的临界起爆条件*

中导弹战斗部多为柱壳装药，Xu等[15]采用量纲分析与试验结合的方法，得到单一小质量破片冲击起爆铝柱壳装药的比动能判据；江增荣[16]和王辉[17]等进行了不同尺寸单破片冲击起爆柱壳装药的试验研究；王昕等[18]在单破片起爆平板装药的Picatinny判据的基础上，通过纯数值模拟并对结果进行拟合的方法，考虑破片撞击角和装药半径的影响，提出了单破片冲击起爆柱壳装药的修正判据。可以看出，现有公开发表的文献关于多破片对柱壳装药的起爆判据鲜有研究，所以本文将重点研

国防科技大学学报 2022年2期2022-04-06

45 钢柱壳爆炸膨胀断裂的SPH 模拟分析*

点[1-13]，柱壳在爆炸作用下的断裂过程及物理机制是理论模型建立的基础。Taylor[3]最早将金属柱壳爆炸膨胀断裂假设为沿环向的拉伸断裂，基于刚塑性理论分析提出了Taylor 断裂判据。但大量实验表明金属柱壳碎裂并不是简单的拉伸断口，主要呈拉-剪混合断裂。对此，Hoggat 等[4]分析认为：爆炸作用下柱壳近内壁处于压应力状态，材料易发生热塑性绝热剪切失稳，从外壁产生的拉伸裂纹向内壁扩展时由径向转变为剪切方向，形成拉剪混合断口。Singh 等[5]通过

爆炸与冲击 2021年10期2021-11-15

TA2 钛合金开口柱壳外爆碎片分布研究1)

态碎裂时,将二维柱壳碎裂简化为金属环的拉伸断裂问题,并假设断裂的发生具有随机性与瞬时性,提出断裂卸载稀疏波控制碎片特征尺寸的一维统计分析方法,Mott 卸载波思想为后来众多研究奠定了学术基础.随后,一些学者从不同理论出发对金属、岩石、玻璃等材料的碎裂现象进行解释,各自提出了碎片尺寸分布的计算公式,并且做了大量实验加以验证[5-7].尤其,Kipp 等[8-9]在Mott 卸载波的传播距离控制碎片尺度的思想基础上,引入内聚断裂模型,给出了Mott 模型中的特

力学学报 2021年6期2021-11-09

电磁驱动薄壁铝合金柱壳的动态膨胀变形特征

 引 言薄壁金属柱壳结构的动态膨胀变形及其局域化演化、破坏、碎裂过程的研究在高速塑性成型领域具有重要意义。试验研究中，常采用内部爆炸、电磁驱动以及气炮压缩的方法使柱壳试样的内芯材料发生变形，实现均匀的膨胀变形及破坏。其中，利用螺形电磁线圈驱动金属薄壁柱壳高速膨胀的方法具有加载简单、易于控制、无机械作用引起的应力波传播等优点，在试验研究中应用广泛。1965年NIORDSON[1]最早提出电磁驱动金属膨胀环的高应变速率拉伸加载试验装置；随后，有学者采用电磁膨胀

机械工程材料 2021年3期2021-03-22

爆炸加载下金属壳体膨胀断裂过程中的关键物理问题*

争与耦合，尤其是柱壳/球壳作为一种轴对称结构，其破坏位置存在一定的随机性，并非由加载条件或样品构型事先决定，这种自发破坏行为（spontaneous fracture）能够更深层次地反映材料自身对不同破坏机制的敏感性以及断裂的概率特性。因此，金属壳体膨胀断裂行为研究也将推动力学与材料学、概率统计学等学科的交叉融合，提升对材料损伤断裂机理的认识。基于该问题强烈的军事需求背景及其对材料损伤断裂学科的巨大推动作用，多年来美国[4-6]、俄罗斯[7]、法国[8]、

爆炸与冲击 2021年1期2021-01-26

内爆加载下金属柱壳的冻结回收方法*

多数战斗部均采用柱壳装药结构，其破片质量分布、初速、飞散角等毁伤威力参数与金属柱壳的膨胀断裂过程直接相关[1-3]。国内外学者对内爆加载下金属柱壳的膨胀断裂过程采用了多种不同的方法进行研究，朱建军等[4]、朱如意等[5]数值模拟了內爆加载下金属圆柱壳的膨胀断裂过程，得到不同装药和不同结构下的壳体动态破碎规律。Singh 等[6]、Wang 等[7]利用高速分幅相机和光子多普勒测速系统研究了内爆载荷作用下圆柱形壳体的整个加速过程，得到壳体膨胀断裂参数与材料和

爆炸与冲击 2020年10期2020-10-23

周向波纹圆柱壳屈曲特性研究

方便。但是这些圆柱壳在承受外压时容易发生屈曲，往往导致无法恢复的坍塌。一般来说，存在许多提高圆柱壳屈曲能力的方法。首先，改变子午线形状是一种有效的方法。例如，Blachut和其同事研究发现等质量的桶形壳具有比未加筋圆柱壳更高的屈曲能力［2-3］。最近，张建等人，研究了卵形壳及其在海洋工程中的应用［4］，发现长卵形压力壳对屈曲行为具有有效的抵抗。另一种方法是添加加强筋或波纹来提高圆柱壳的屈曲能力［5］。在这些加强方法中，波纹加强是最优的选择，其不需要额外的加

云南化工 2020年6期2020-07-01

多破片对柱壳装药冲击起爆速度阈值的数值模拟研究*

伤试验研究，得到柱壳装药的毁伤阈值范围；江增荣等[14]通过数值模拟得到重金属材料破片可以提高毁伤战斗部的能力；辛建国等[15]研究得到破片及破碎的柱面薄壳对壳内装药的撞击、摩擦等机械作用是引燃/引爆薄壳装药的主要原因;王昕等[16]通过数值模拟分析了单个破片冲击起爆柱壳装药的规律，得到命中位置和装药曲率半径对柱壳装药冲击起爆的影响。在实战环境中，战斗部很有可能受到多个破片的累积毁伤作用，从现有文献可以看出，关于多破片冲击起爆柱壳装药问题的研究尚不深入全面

爆炸与冲击 2020年6期2020-06-19

含初应力复合材料柱壳结构的双稳态特性

应力对复合材料圆柱壳结构双稳态特性的影响，采用经典板壳理论建立复合材料圆柱壳力学模型，基于层合结构本构关系推导用双参数表达的系统应变能公式;根据最小势能原理得到双稳态产生的条件和稳态时的曲率表达式。利用Abaqus软件构建圆柱壳的有限元模型，通过附加边界弯矩对柱壳稳态跃迁过程进行模拟。理论计算结果与有限元结果的对比验证理论模型的正确性。分析结果表明：当初应力满足一定条件时，复合材料柱壳结构在其变形过程中有2个稳定平衡位置，并且在稳定平衡位置结构都不产生扭转

计算机辅助工程 2020年4期2020-01-11

考虑内压影响的加筋柱壳高效屈曲优化

0 引言网格加筋柱壳具有高比强度和刚度，被广泛应用于大直径运载火箭中，在大直径运载火箭中网格加筋壳的占重比也越来越高[1-2]。虽然网格加筋壳具有较好的承载性能，但结构的复杂也使网格加筋壳的失效模式变得复杂[2-3]。大直径运载火箭在飞行过程中，不断变化的轴内压耦合工况是火箭贮箱的典型服役工况[4]，整体失稳、蒙皮失稳、筋条失稳等均为其典型失效模式。随着箭体结构尺寸跨越式增大，采用有限元法进行精细模型屈曲分析的计算成本激增，不再适合大直径运载火箭的初始设计

宇航总体技术 2019年6期2019-12-05

圆柱壳结构受迫振动特性分析

 150001)柱壳结构广泛应用于航空航天、船舶、土建、机械等工程领域，在其实际工程应用中将不可避免受外界激扰力作用，因此开展柱壳结构强迫振动特性研究具有重要意义。在此方面，Rayleigh[1]对光圆柱壳的拉伸振动和弯曲振动进行了研究，给出了无限长假设圆柱壳在真空环境中的自由振动固有频率计算公式。Christoforou等[2]利用解析法分析了两端简支圆柱壳在径向冲击载荷的振动响应问题。Huang等[3]给出了基于Kirchhoff-Love 假设的有限

振动与冲击 2019年16期2019-08-31

不同填塞装药下金属柱壳断裂特性的实验研究

1)0 引言金属柱壳爆炸膨胀碎裂过程及其破坏机理一直是动态破坏及军事领域关注的热点[1-3]。早期Taylor[4]将爆炸下金属柱壳膨胀破坏过程假设为沿环向的拉伸断裂，基于刚塑性理论分析提出了著名的Taylor断裂判据。Hoggatt等[5]观察了不同爆速炸药作用下柱壳的膨胀破裂现象，发现碎片除存在拉伸断裂模式外，还存在拉伸- 剪切混合断裂模式，并且剪切断裂占断口比例与爆炸压力有关。分析认为在较高爆炸压力作用时，柱壳近内表面为高压应力状态，易产生热黏塑性失

兵工学报 2019年7期2019-08-28

非标准圆筒装药爆轰驱动的试验研究

引言爆轰驱动金属柱壳膨胀与破碎是一种极其复杂的瞬态非线性动力学问题，涉及到炸药爆轰、冲击波作用、爆轰产物膨胀、金属柱壳加速运动直至破裂形成破片等物理过程[1-2]，因此破片速度的准确预测具有重要的理论意义和工程应用价值[3-5]。公认最早的经典破片初速模型由Gurney[6]于1943年提出，其基本假设是瞬时爆轰和能量守恒，实质是忽略了冲击波效应和爆轰产物与壳体膨胀细节，从而建立了非常简单实用的Gurney公式。依照Gurney公式，破片初速只与载荷系数β

兵工学报 2019年5期2019-06-27

径向声子晶体隔声特性∗

一维径向声子晶体柱壳。柱壳的振动与声辐射问题一直是结构声学的重点，文献[13-18]分别采用解析法和数值法讨论了单双层圆柱壳的振动与声辐射性能，这些研究主要集中在圆柱壳结构受简谐力作用下的振动与声辐射，而对于内部声源作用下的周期圆柱壳的外场声辐射问题的研究较少。随着静音设备和减振隔振技术的发展，机械力引起的噪声得到了有效的控制，使得内部声激励壳体的振动及声辐射的研究更加重要。为此我们针对声波在径向声子晶体柱壳内的轴对称传播问题展开研究，力图发现一些有意义的

应用声学 2019年1期2019-04-02

破片撞击起爆柱面带壳装药的临界速度修正判据*

面带壳装药(简称柱壳装药)问题进行数值计算。在对数值模拟数据分析的基础上，通过建立入射角、柱壳装药形状系数的修正因子，得到基于Picatinny工程判据的柱壳装药临界起爆速度修正判据，并与已有的实验数据和数值模拟结果进行对比，验证该判据的普适性。1 柱壳装药冲击起爆控制参量分析现役弹药形状多为圆柱形，将破片对来袭弹药战斗部的相互作用简化为破片对柱壳装药的冲击起爆。图1所示为破片撞击柱壳装药的物理模型图，其中柱壳装药壳体厚度为h，装药曲率半径为r；破片着速为

爆炸与冲击 2019年1期2019-01-03

偏心柱壳自由振动的级数变换求解方法

经常可以见到偏心柱壳。针对此类柱壳的自由振动，提出了一种新的求解方法。根据偏心柱壳截面的几何特性，将偏心圆柱薄壳转化为周向变厚度柱壳。基于Flugge薄壳理论推导出偏心柱壳的自由振动方程，采用波传播的思想将偏心柱壳位移以双Fourier级数形式展开，周向变厚度表示为周向角度坐标的函数，通过三角函数变换将变系数的偏微分方程组转换为周向模态相互耦合的有限阶线性方程组，通过对耦合方程进行求解得到偏心柱壳的固有频率及振型。通过与有限元结果对比验证了所提方法的准确性

振动工程学报 2017年6期2018-04-11

偏心圆柱薄壳输入功率流特性研究

430074)圆柱壳结构在船舶与海洋工程、航空航天、石油开采及管道输送等领域得到了广泛的应用，如飞机机体和输油管道等都是圆柱壳结构。国内外学者对圆柱壳结构的静动态特性也进行了大量的研究。而偏心柱壳在实际工程中也有很大的应用空间，如偏心管道，另一方面，即使是针对原设计的圆柱壳结构，由于制造工艺、加工误差等诸多因素的影响，也可能产生不可忽略的偏心率等偏差[1-3]。由于其截面的特殊性，想要获得这类壳体的解析解或半解析解要比理想圆柱壳困难得多。这是因为圆柱壳的动

振动与冲击 2018年1期2018-02-27

约束层对金属柱壳膨胀变形影响的数值模拟＊

铁钢约束层对金属柱壳膨胀变形影响的数值模拟＊任国武，温上捷，张 茹，郭昭亮，汤铁钢（中国工程物理研究院流体物理研究所，四川 绵阳621999）对金属铝和硬质聚氨酯泡沫组合的约束层对45钢柱壳膨胀断裂性能的影响进行了数值模拟，得到三种约束条件下45钢柱壳在膨胀过程中表面的速度和位移历史剖面，对比分析了在约束层作用下45钢柱壳膨胀变形动态行为。利用高速分幅相机及中能X光机获得了多个时刻45钢柱壳的动态图像和柱壳膨胀后的工程应变，实验结果与数值模拟结果吻合。结果

爆炸与冲击 2017年6期2017-12-21

爆炸与电磁加载下无氧铜环、柱壳的断裂模式转变＊

加载下无氧铜环、柱壳的断裂模式转变＊郭昭亮，范 诚，刘明涛，任国武，汤铁钢，刘仓理（中国工程物理研究院流体物理研究所，四川 绵阳621999）考虑断面收缩率、局域断裂应变以及平均断裂应变，并基于电磁膨胀环、爆炸膨胀环（柱壳）实验平台，研究了高纯无氧铜（TU1）环及柱壳在高应变率载荷下的膨胀断裂行为。采用高速摄影技术拍摄柱壳外壁的膨胀断裂形貌演化过程，用于确定柱壳平均断裂应变；利用激光干涉测速技术获得样品径向膨胀速度历史，用于确定加载应变率；利用样品的全回收

爆炸与冲击 2017年6期2017-12-21

水下加筋圆柱壳声辐射特性分析的改进精细传递矩阵法

40)水下加筋圆柱壳声辐射特性分析的改进精细传递矩阵法庞福振1，2， 吴 闯3， 王献忠1， 姚熊亮1(1. 哈尔滨工程大学 船舶工程学院，哈尔滨 150001； 2. 海军装备研究院，北京 100161；3. 上海交通大学 机械系统与振动国家重点实验室，上海 200240)基于Flügge壳体振动理论，将改进精细传递矩阵法应用于水下加筋柱壳声辐射问题的求解；通过应用加法定理和增量存储，改进非齐次项求解方法，构造了加筋圆柱壳的辐射噪声改进精细传递矩阵法。分

振动与冲击 2017年22期2017-11-30

柱壳接管外载荷局部应力计算方法对比分析

132000）柱壳接管外载荷局部应力计算方法对比分析马大永（吉林工业职业技术学院，吉林吉林 132000）在压力容器的教学和工程实际中，由外载荷在柱壳接管上产生的局部高应力是容器安全的一个重要影响因素。总结了实际工作中的心得体会，对采用不同计算方法的特点进行了简述，并且通过实例对比说明了不同计算方法各自的特点，为教学和工程实际提供了参考。壳体接管；外载荷；局部应力；校核Abstract：In the teaching and engineering pr

化工设计通讯 2017年9期2017-10-12

基于ANSYS的封闭柱壳声固耦合研究

ANSYS的封闭柱壳声固耦合研究李智劳，郭艳，崔盼礼
中国飞机强度研究所封闭柱壳模型是生产和生活中应用比较广泛的声学模型之一，柱壳内部的声场不但会影响结构的正常工作，使结构的实用寿命减短，更有甚者，会使结构直接发生破坏，因此研究封闭柱壳的声场分布具有重要的理论意义和实用价值。本文通过ANSYS有限元软件对柱壳进行声固耦合分析，研究了谐振力激励下，柱壳内部声场分布问题以及柱壳内流体和边界吸收系数对声场分布的影响，得出了柱壳内部在不同流体和不同吸收边界条件下的

科学中国人 2017年18期2017-09-03

钨球对柱面带壳装药的冲击起爆数值模拟研究

界面；相同条件下柱壳装药更易于起爆，其临界起爆速度随装药曲率半径r增加呈现非线性增大，碰撞点偏移量δ=0时，r=∞的临界起爆速度较r=40 mm时增加3.2%；随偏移量δ的增大呈现指数增加，r=40 mm时，δ=0.94r的临界起爆速度较δ=0时增加35.6%，较平面带壳装药增加31.5%.兵器科学与技术；柱面带壳装药；起爆点；临界起爆速度0 引言对来袭弹药进行有效拦截毁伤是当今弹药技术研究的热点问题[1]。采用破片对其战斗部高速侵彻实施引爆是最有效

兵工学报 2017年8期2017-09-03

柱壳法求解旋转体体积

 250357)柱壳法求解旋转体体积◎董爱君 徐大举(山东交通学院，山东 济南 250357)柱壳法在求解旋转体体积中具有重要应用，它不仅适用于旋转轴为坐标轴或与坐标轴平行的直线的情形，对于旋转轴为任意斜直线时，也同样适用，本文对于后者进行了讨论.柱壳法；旋转体；轴型区域柱壳法是一种重要的求解旋转体体积的方法，下面，我们来研究旋转轴为斜直线的情况，为了方便，给出如下定义.定义1 轴型区域：如果一个平面区域D满足以下两个条件：(1)平行于旋转轴的直线l穿过区

数学学习与研究 2017年9期2017-06-01

FRP桥梁防撞浮箱内衬柱壳动摩擦系数试验分析

桥梁防撞浮箱内衬柱壳动摩擦系数试验分析张宏杰（重庆交通大学）近几年来随着水上航运业的快速发展和跨越繁忙航道上桥梁数量的迅速增多，国内外桥梁船撞事故频发，给社会经济、人员伤亡以及环境污染等方面造成了重大损失，因此桥梁船撞安全问题已引起设计者和社会公众的广泛关注。本文以桥墩FRP防撞浮箱为主题，测量其动摩擦系数，为更好地研究FRP防撞浮箱的效能效果提供理论依据。桥墩防撞 FRP浮箱动摩擦系数1、引言为了减少船撞桥事故带来的重大损失，桥梁设计工程师对已修建好

四川水泥 2017年4期2017-04-24

基座阻抗均匀化对加筋柱壳水下辐射噪声的影响

阻抗均匀化对加筋柱壳水下辐射噪声的影响马建强1，贾 地2，王雪仁2，陈海龙1，沈 喆1(1.哈尔滨工程大学 船舶工程学院，哈尔滨 150001；2.中国人民解放军92537部队，北京 100007)以加筋柱壳及典型基座结构为对象，分析了基座阻抗均匀化对加筋柱壳水下辐射噪声的影响。基于有限元法通过改变基座结构特征参数，研究加筋柱壳水下辐射噪声特性及基座结构阻抗特性，利用数值计算法分析基座结构机械阻抗对加筋柱壳水下辐射噪声的影响规律，在此基础上，进一步研究基座

噪声与振动控制 2017年1期2017-03-01

高应变率加载下金属柱壳断裂的实验研究

应变率加载下金属柱壳断裂的实验研究任国武,郭昭亮,汤铁钢,苏红梅,温上捷,金山(中国工程物理研究院流体物理研究所,四川绵阳621999)针对高应变率加载下金属柱壳复杂动力学响应,采用高速分幅相机和多普勒探测系统阵列联合测试了钛合金柱壳在内置炸药加载下膨胀、断裂直至整体破碎的表面动态图像和局部区域的速度历史剖面。通过对比分析估算了表面裂纹萌生及爆轰产物泄露时刻的工程应变,观察表面断裂模式并获得裂纹萌生扩展与速度剖面的关联;并从回收破片断口形貌确定柱壳整体失效

兵工学报 2016年1期2016-11-09

流场中变截面加筋柱壳结构声振特性分析

流场中变截面加筋柱壳结构声振特性分析王宏1，刘贤贺1，徐伟2
（1. 渤海船舶职业学院，辽宁 葫芦岛 125015；2. 哈尔滨工程大学，黑龙江 哈尔滨 150001）基于传递矩阵法给出了流场中变截面加筋柱壳结构在受集中力和声压作用下振动与声辐射的求解过程，并在确定模态截断算法有效性的基础上开展对结构振动特性的研究，分析了环板-圆柱壳加筋柱壳结构的损耗因子、流体介质、壳体厚度、环肋数目对其声振特性的影响。结果表明，流体介质的存在使结构振动减小，辐射声压增加

舰船科学技术 2016年8期2016-09-18

膨胀柱壳恒定应变率的本构关系*

21999)膨胀柱壳恒定应变率的本构关系*郭昭亮1，任国武1，张世文1，汤铁钢，刘仓理2(1.中国工程物理研究院流体物理研究所，四川 绵阳 621999;2.中国工程物理研究院，四川 绵阳 621999)考虑到金属柱壳膨胀过程中随机裂纹萌生对测试结果的可能干扰，设计了预置有中心穿透圆孔的柱壳样品，采用多普勒光纤探针测量系统获得了柱壳外壁更优的径向速度历史。基于膨胀柱壳实验中固有的非恒定应变率现象，研究了获得恒定应变率下本构方程的方法，并采用改进后的本构方程

爆炸与冲击 2016年5期2016-04-17

大跨度柱壳屋盖基于半无矩理论简化计算方法研究＊

 100048）柱壳由于其良好的受力性能，在船舶工业中应用较为广泛，关于柱壳的受力分析，很多学者基于经典弹性力学理论，对柱壳的解析解法进行了积极的探索［1-2］。近几十年来，壳体结构在建筑中的应用愈加广泛，尤其是球面网壳、扁网壳等钢网格结构在大跨建筑中应用日趋成熟。而对于混凝土柱壳结构的应用比较少，因此，积极探索混凝土柱壳结构的简化分析方法对推动柱壳结构在工程实践中的应用是非常必要的。薄壁柱壳由于其在纵向曲率为零，在计算、设计、制造及施工过程中比双曲扁壳结

潍坊学院学报 2015年6期2015-12-31

金属/玻璃钢柱壳胶接头拉伸实验声发射监测

晓彤金属/玻璃钢柱壳胶接头拉伸实验声发射监测刘然1，周伟1，李亚娟1，包正宇2，陈维业1，李晓彤1（1.河北大学质量技术监督学院，河北保定071002；2.天津水泥工业设计研究院有限公司，天津300400）为研究胶接长度对风电叶片柱壳胶接接头力学性能及声发射响应特征的影响，对金属/玻璃钢柱壳试件的拉伸实验全过程进行声发射监测。结果表明：柱壳试件拉伸过程基本为线性破坏，胶接接头的失效模式为界面破坏，损伤多发生在胶层边缘应力集中处。加大胶接长度，能有效增强金属

中国测试 2015年9期2015-08-18

TiNi柱壳在不同约束下的横向冲击实验*

027)TiNi柱壳在不同约束下的横向冲击实验*张 科,唐志平(中国科学技术大学中科院材料力学行为和设计重点实验室,安徽 合肥230027)为了解 TiNi柱壳横向压缩力学性能以制造可重复使用抗冲吸能装置,对有、无侧向约束的 TiNi柱壳进行了横向冲击实验。利用改进的霍普金森压杆装置(SHPB),配套波形分离方法,实现了较长时间(~3 ms)的波形测量,获得了TiNi柱壳在动态加载下的载荷压缩量曲线。通过高速摄影,捕捉了柱壳的动态变形过程。结果表明,无约束

爆炸与冲击 2015年3期2015-06-07

爆轰加载下柱壳断裂时刻微小差异测量方法

9)﻿爆轰加载下柱壳断裂时刻微小差异测量方法金 山，刘 欣，袁 帅，华劲松，汤铁钢(中国工程物理研究院流体物理研究所，四川 绵阳 621999)对于断裂时刻差异较小的对比实验，提出一种判读方法：同时采用高速摄影和干涉测速，利用高速摄影判读壳体断裂时刻应变，利用干涉测速获取壳体位移及应变曲线，两者结合得出较为精确的壳体断裂时刻差异。利用该方法得出45钢柱壳在JO-9159和JOB-9003两种炸药加载下断裂时间相差0.45 μs，钨合金柱壳在两种炸药加载下的

爆炸与冲击 2015年1期2015-04-14

内部爆炸加载下柱壳的环周分裂数*

﻿内部爆炸加载下柱壳的环周分裂数*张志彪，黄风雷(北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室，北京 100081)基于有限长度柱壳的Gurney速度公式，以壳体平均半径估算平均应变率，同时考虑壳体剪切断裂时的断裂面长度与径向壁厚的差异，对Grady-Kipp方法进行了修正，得到柱壳剪切断裂模式下环周分裂数的完整表达式。利用修正方法分析得到的环周分裂数计算结果与实验数据分析结果符合更好。以20号低碳钢柱壳为例，对其在TNT爆炸加载下的膨胀断裂进行了三维数值模拟

爆炸与冲击 2015年5期2015-04-13

金属柱壳膨胀断裂的实验与数值模拟*

1999)﻿金属柱壳膨胀断裂的实验与数值模拟*任国武1,郭昭亮1,张世文1,汤铁钢1,金 山1,胡海波2(1.中国工程物理研究院流体物理研究所,四川 绵阳 621999; 2.中国工程物理研究院,四川 绵阳 621999)基于一端起爆的柱壳外爆加载装置，采用多普勒速度测量仪(DPS)及高速分幅相机联合诊断柱壳的膨胀断裂过程。实验获得了壳体表面的速度历史和膨胀变形、裂纹萌生扩展到爆轰产物泄露的动态图像。利用光滑粒子流体动力学方法(SPH)开展了对应的数值模拟

爆炸与冲击 2015年6期2015-04-12

柱壳结构抗冲击性能量纲分析与数值模拟研究

 230027)柱壳是被广泛应用于大型油气存储工程，水下航行器，航空航天飞行器，各种杀伤性弹药武器的典型结构的代表，如何提高柱壳结构的抗冲击性能一直以来都是各国工程和防护领域科研工作者的重要研究课题。早期Rath等[1]基于薄壳理论研究了柱壳的振动问题，Qatu[2-3]提出了中厚复合壳的低阶近似振动方程，薄壁圆柱壳在动态和静态载荷下的失稳屈曲，一直以来都是学者们重点关注的课题[4-6]。近年来，Ebrahim等[7]采用各种三维剪切理论进一步研究了厚壳的

振动与冲击 2014年11期2014-09-06

利用柱壳法求立体的体积

过探讨，本文利用柱壳法来求简便得多，也容易推广。1 定义及命题旋转体是由一个平面图形绕这平面内一条直线旋转一周而成的立体，这条直线叫旋转轴。由［1］知，当平面图形是由连续曲线y=f(x)、直线x=a、x=b及x轴所围成的曲边梯形，而旋转轴为 x轴时，所得旋转体的体积为 V =f (x)]2dx;当平面图形是由连续曲线x=φ(y)、直线y=c、y=d及y轴所围成的曲边梯形，而旋转轴为y轴时，所得旋转体的体积为V= φ (y)]2dy。下面讨论:命题1:当平面

景德镇学院学报 2014年3期2014-04-01

双层柱壳和单层柱壳战斗部侵彻性能对比分析

卵形头部和单层圆柱壳体组成。目前，国外部分反舰导弹的战斗部开始采用双层柱壳结构。战斗部采用双层柱壳可以有效地增加战斗部破片数量，提高战斗部的杀伤力，还可以防止战斗部穿甲过程中在外层壳体产生的裂纹扩展到内层壳体从而影响战斗部的结构完整。但是在侵彻过程中，采用双层柱壳是否会对战斗部的强度产生影响，这是需要认真研究的。国内对单层柱壳的半穿甲爆破型战斗部的侵彻特性进行了一系列的实验、理论和数值模拟研究[2-7]，但是对于双层柱壳战斗部的研究还很少。本文使用LS-D

海军航空大学学报 2014年5期2014-03-24

不同起爆方式下炸药驱动柱壳膨胀断裂的数值模拟*

999)韧性金属柱壳在高能炸药驱动下的膨胀断裂(简称外爆)是一个快速而复杂的动态过程。从炸药起爆到柱壳破坏只需数十微妙，在此过程中柱壳经受了强加载、高应变率、大变形和复杂的加卸载。R.W.Gurney[1]给出了外爆下破片速度的经验公式并被广泛使用。G.I.Taylor[2]根据高速摄影的实验图像，提出了著名的Taylor断裂判据。C.R.Hoggatt等[3]在回收的柱壳破片内壁面附近发现了绝热剪切带，在Taylor思想的基础上，提出外爆加载下在柱壳内壁

爆炸与冲击 2014年4期2014-02-27

带口盖复合材料柱壳压缩性能

国内外对复合材料柱壳结构的研究比较多.文献［1］利用有限元素法分别对平面布与单向带铺层制成复合材料柱壳进行了压缩性能分析，得到了提高柱壳结构压缩性能的最佳铺层方式.文献［2］在宏细观力学模型框架下，讨论湿热环境对复合材料层合圆柱薄壳在轴向压缩作用下屈曲和后屈曲行为的影响.文献［3］综合考虑几何非线性、材料非线性、横向剪切效应及初始几何缺陷等因素，对带有加强肋和加强环的复合材料圆柱壳的稳定性问题进行了分析研究.文献［4］使用遗传算法对复合材料加筋后屈曲设计进

北京航空航天大学学报 2013年1期2013-11-05

相变柱壳的径向冲击特性＊

230026）柱壳结构具有比能耗高和变形行程长等优点，适用于缓冲和吸能装置并已获得广泛的工程应用。不过传统材料制成的元件往往是一次性的，不能重复使用。形状记忆合金（shape memory alloy，SMA）是一类兼具功能性和结构强度的智能材料，其变形在一定范围内可恢复，机理在于热弹性奥氏体－马氏体相变［1］，这为研发可重复使用的结构元件提供了可能。相变柱壳的力学特性研究以轴向加载居多，主要集中在轴向屈曲模态、失稳阈值及相变演化的研究［2－4］。相变圆

爆炸与冲击 2013年1期2013-09-19

弹性接触层对双层柱壳中纵波传播特性的影响

007)双层圆形柱壳是常用的工程结构之一，如工业中含防护层的输运管道、城市地铁和水底隧道等。此类结构往往轴向长度较大，径向材料差异、壳体厚度以及层间接触方式等均会影响结构的振动特性，为此可通过研究结构中弹性波传播特性分析其动力响应，重点主要在于波频散关系的确定和波结构分析两个方面，当前国内外学者对多层介质中弹性波传播作了大量研究，通常方法是根据边界和层间接触条件构建波频散特征方程，数值求解后得到频散曲线，进而确定各阶模态相应的位移和应力的波结构。如Lowe

振动与冲击 2013年17期2013-09-15

柱壳尺寸及间距对结构防护性能的影响*

，在分配层设置薄柱壳如同嵌入孔穴类似对应力波具有较强的耗散和隔离作用。但柱壳结构在防护二次脉冲和提高结构的整体强度等方面较孔穴结构具有非常明显的优势，具有更好的工程应用功能。文中主要介绍不同柱壳径厚比、不同柱壳直径、不同柱壳布置位置时，含柱壳结构（以下简称柱壳结构）的削波吸能性能；同时，对不同间距等间隔布置的多柱壳单行排列柱壳结构的削波、屏蔽效应进行系统的研究。1 计算模型的建立本研究利用LS－DYNA对几种柱壳结构对应力波的隔离、绕射和耗散效应进行研究。

弹箭与制导学报 2012年1期2012-12-10

单脉冲载荷下伪弹性TiNi合金圆柱壳的响应特性分析

性TiNi合金圆柱壳的响应特性分析李 丹1，唐志平2，陶俊林1(1.西南科技大学 土木工程与建筑学院 力学教研室，四川 绵阳 621010;2.中国科学技术大学 近代力学系，合肥 230027)以工程中广泛使用的基本构件——圆柱薄壳结构作为研究对象，利用改进的分离式Hopkinson压杆装置，对不同长径比的PE相变柱壳进行了较为系统的单脉冲轴向加载冲击实验。通过对相变柱壳高速CCD摄影及局部轴向应变的测试发现：不同长径比呈现出不同的屈曲模态。相变柱壳中的相

振动与冲击 2012年16期2012-02-05

可压缩层合橡胶材料构成的柱壳的有限变形问题

合橡胶材料构成的柱壳的有限变形问题牛大田，高 洋，杨文美(大连民族学院理学院，辽宁大连 116605)以非线性弹性力学的有限变形理论为基础，建立了一类可压缩橡胶材料组成的层合柱壳受内外径向压力时的对称径向有限变形问题数学模型，得到了柱壳的径向变形方程组，并由此得到了模型的参数型解析解，最后给出了确定参数的有效途径。可压缩超弹性材料;应变能函数;平衡微分方程;非线性微分方程组;边界条件;参数型解析解橡胶材料如胶管、胶带、橡胶密封圈等广泛地应用于航空航天、精密

大连民族大学学报 2011年5期2011-12-27

一种新型FRP 桥墩防撞浮箱结构

围箱体结构;内衬柱壳薄壁构件浮体式保护结构，是目前桥墩防撞应用得最多和最最好的防撞结构形式［1-2］。以钢浮箱为代表的浮体式保护结构，主要通过浮箱和船舶在撞击区域共同产生的破坏性变形来吸收和耗散船舶的撞击动能实现对桥墩的防撞保护［3-4］。随着工程实践的深入，钢浮箱暴露出如下2类重要缺陷:1)钢浮箱依靠自身和船舶“两撞俱损”的破坏性变形来吸收船舶撞击能量的防撞机理，存在“只注重保护桥墩，不注重保护船舶”及“以浮箱和船舶的损伤代价换取桥墩安全”的设计理念缺陷

重庆交通大学学报(自然科学版) 2011年3期2011-02-09

结合均值导纳法的声呐腔自噪声统计能量分析

耦合系统——板—柱壳—板—声呐腔的耦合损耗因子，预测声呐腔的自噪声。2 声呐罩统计能量分析模型俞孟萨[4，5]等人对均匀湍流边界层激励声呐罩模型进行了分析。本文采用的声呐罩模型为两端封闭的圆柱壳模型。圆柱壳半径为R，长为L，厚度为hs，两端圆形封板半径为R，厚度为hp，两者密度均为ρ。相应的统计能量分析模型如图1所示。此模型的能量平衡方程为：(1)式中，ηit=ηi1+ηi2+ηi3(i=1,2,3)。确定了所有的参数后，根据式(1)求出E2，再根据下式即

中国舰船研究 2008年3期2008-04-24