文档介绍：中北大学 2007 届毕业论文第一章绪论工程背景近年来,随着现代工业技术的发展,大量新型、,诸如杆、板、壳等轻型元件在各类荷载作用下的稳定问题引起了人们的极大关注,特别是随着航空、航天和原子能利用等的飞速发展,, 长期以来,力学工作者致力于结构稳定性问题的研究,极大地丰富和发展了经典的稳定性理论,使得这门学科不仅在理论上形成了一个庞大而复杂的体系,而且具有重大的实用价值。目前,关于结构稳定性的理论和实验文献浩如烟海,涉及杆、板、壳、,作者试图对结构稳定性这一研究领域的若干基本问题、处理方法、目前取得的成果以及人们共同关心的一些问题做一个简要的总结和评述。圆柱壳由于具有特殊的几何构造和优良的受力性能,使其在很多工业部门和工程领域得到了极其广泛的应用。对其在各种受载条件下的屈曲强度的研究一直是应用力学界和结构工程界长期关心的重要课题之一,尤其是轴向压缩圆柱壳屈曲载荷的实验值与线形理论经典结果之间存在极大差异(实验值为理论预测的 15% ~60% ),大大推动了各种非线性结构稳定理论和屈曲对缺陷敏感性研究的发展。迄今为止,对于圆柱壳在轴压,均匀外压,扭矩,弯矩等基本荷载以及这些基本载组合坐用下的圆柱壳屈曲问题的研究已经进行了广泛的研究,取得了极其丰富的成果。但是对于壳内充满液体介质时的轴压屈曲问题却很少有人问津,这些问题的研究有着重要的应用前景,它不仅能预测由于屈曲导致的结构实效,而且有可能利用有趣的屈曲模态发展无模具成型工艺。本章试图对这一领域的若干基本问题,处理方法以及一些主要的成果作一简单的概述,为以后展开讨论提供一些基础和方便,首先要介绍圆柱壳静态屈曲理论研究进展,然后着重回顾与我们课题有关的轴向压力和内压联合作用下圆柱壳屈曲已有的研究,总结和评述前人的工作,最后本文主要工作以及所取中北大学 2007 届毕业论文得结果坐了概述。结构稳定性的研究工作概况结构稳定性问题的研究经历了由静载到动载,由弹性到塑性的研究历程, 稳定性问题虽然有各种不同的定义,但粗略地讲,,结构的屈曲问题可以分为以下几种不同的类型根据结构的承载形式,:指结构在静态外载作用下发生的屈曲. 动力屈曲:(1) 轴向冲击荷载引起的杆或圆柱壳的屈曲,横向冲击荷载引起的浅拱或扁球壳的跳跃;(2) 周期外力引起的参数共振;(3) 回转力引起的轴的晃动等,这些荷载都是随时间变化的动态荷载;(4) (follower force) 是指其值保持不变却随着结构变形而改变其方向的载荷, 之所以将这类问题也归入动力屈曲中,是因为对这类非保守力,即使是研究系统的平衡稳定性,也必须从动力学观点来讨论. 近十几年来,屈曲问题的实验研究仍然主要采用电测方法;在数值计算方面,计及各种非线性效应的影响,采用大型有限元程序精细地分析屈曲和后屈曲过程是今后的一个发展方向;遗憾的是在屈曲问题的理论分析方面,特别是动力屈曲准则问题上至今未能形成一致的看法,在这种格局下,人们大都针对各种具体结构提出各自不同的研究方法,可以说屈曲理论特别是动力屈曲理论近十几年来一直处于一种停滞不前的状态. 在结构的动力屈曲研究中, 仍需进行大量的实验研究工作,以帮助建立合理而实用的稳定理论和屈曲准则,在这一方面,国际上也处于一种等待突破的格局,,由于屈曲、分叉和混沌之间存在着密切的联系,因此,从非线性的角度出发,研究弹塑性系统由屈曲向混沌的演化具有十分重要的意义,最近,太原工业大学杨桂通教授领导的课题组发现在杆、板、壳、拱等基本结构单元中都存在着复杂的混沌运动,由此揭示出弹塑性系统的极端复杂性,可以预计,这一研究方向也将成为今后人们关注的一个热点. 中北大学 2007 届毕业论文 , 对其在各种基本载荷以及在不同类型载荷的联合作用下的屈曲问题的研究一直是应用力学界和结构工程界十分关注的课题。对圆柱壳在轴压和横向载荷联合作用下的屈曲问题许多研究者曾作过理论分析和实验研究。早在三十年代,Fliigge 就曾研究过静态内压和轴压联合作用下的弹性失稳问题,五、六十年代对该问题从理论和实验方面都作了进一步研究, 他们的研究限制在确定内压为某一定值时的临界载荷, 而未计及内压与轴压同时变化的情况。对充满液体的薄壁圆柱壳经受轴向压缩时的屈曲载荷和屈