一、圆薄膜在集中力作用下的大变形(论文文献综述)
董娇[1](2019)在《轴对称变形的圆形薄膜与刚性板的无摩擦接触问题解析研究》文中进行了进一步梳理薄膜结构在许多工程技术领域都有较为广泛的应用。由于薄膜通常具有较大的柔性,因而在横向载荷作用下,薄膜结构往往会呈现出远大于薄膜厚度的挠度。因此,薄膜的结构问题通常为大挠度变形问题,具有较强的几何非线性,多数情况下难以解析处理。然而,由于解析解可以给出变量之间的定性和定量关系,所以,薄膜结构问题的解析解一直是学者们所致力于谋求的。本文首先回顾了周边固定夹紧的圆形薄膜在单一横向均布载荷作用下的轴对称变形问题的现有解析研究,在归纳、总结现有研究工作的基础上,在考虑圆薄膜带有初始应力并同时放弃通常所谓的薄膜小转角假设的条件下进一步解析求解了该问题、并给出了一个新的解析解。然后,本文又在归纳、总结周边固定夹紧的圆形薄膜在横向均布载荷外加限制薄膜最大挠度的表面光滑的刚性板作用下轴对称变形问题(即“轴对称变形的圆形薄膜与刚性板的无摩擦接触问题”)的现有解析研究工作的基础上,进一步在考虑圆薄膜带有初始应力并同时放弃薄膜小转角假设的条件下解析求解了该接触问题、并给出了该接触问题的一个新的解析解。本文给出的两个新的解析解均是在考虑圆薄膜带有初始应力并同时放弃通常所谓的薄膜小转角假设的条件下得到的,因此相比于现有的解析解,本文给出的解析解具有更高的精度和更宽的适用范围。但对于初始应力为零并且薄膜转角比较小的时候,现有的解析解依然是适用的。在结果与讨论中,通过对比初始应力为零并且薄膜转角较小的情形时采用本文给出的解析解和现有解析解的计算结果,发现两者吻合较好,从而证明了本文给出的解析解的有效性。另外,通过讨论相关参数的影响,发现小转角假设的采用以及初始应力的存在会使得薄膜的挠度和薄膜与刚性板的接触半径变小、并且在相同的均布载荷作用下接触半径还会随着薄膜初始应力的增加而不断减小。
李珂[2](2018)在《一种改进的薄膜/基层体系力学性质同步表征技术》文中进行了进一步梳理在建筑工程领域中,膜结构凭借其轻质,良好的可塑性,透光性等一系列独特的优势,在大型体育馆场,展览会场,购物中心等大空间建筑方面的发展越来越迅速。薄膜/基层体系作为膜结构中的一种形式,在日常生活中也同样有着广泛的应用,例如道路的路基与路面,房屋的屋顶与防水层,喷有漆体的桌面等都可以当作为薄膜/基层体系。薄膜/基层体系的运用要求薄膜与基层间具有充足的粘附强度。而膜/基界面的粘附强度不仅是薄膜/基层体系质量评价的关键指标,还是薄膜/基层体系能够发挥正常的使用性能(力学、化学和物理等)的根本前提。因此,正确评价膜/基界面粘附强度是十分必要的。但是要测量膜/基界面的粘附强度,需要知道其表面薄膜的力学性质(即薄膜的弹性模量,泊松比,残余应力)。现阶段,膜/基体系的力学性质测量工作大部分都是分开测量表面和界面信息。这样的做法虽然简单易行,但是没有考虑表界面性质间的相互影响以及两次独立实验可能带来的误差,这就会影响到测量结果的精度。为了消除这一误差,在我们之前工作中,提出了“同步测量”的概念。所谓的同步测量技术是一种通过对同一次实验所得到的实验数据进行力学分析以得到表面薄膜的弹性模量,泊松比,残余应力,以及膜/基界面的粘附强度的方法,因此这一技术可以有效地消除两次实验带来的误差。但是现有同步测量技术仍存在一些问题,例如:大多数同步测量方法忽略了表面薄膜可能存在有残余应力;测量所基于的圆薄膜问题的求解过程中通常采用“小转角假设”,因此当薄膜发生较大挠度变形时这一假设会带来明显的误差等等。本课题针对以上这两个问题提出了一种改进的方法,进而提高测量结果的精度。本论文首先较为系统地对膜/基体系的力学性质表征理论进行了研究,并且针对现有的同步测量技术所存在的问题,提出了一种改进的膜/基体系力学性质同步表征技术并给出了所用的实验装置。然后对该同步表征技术所依据的力学模型进行了详细的解析求解,在引入初始应力的同时也放弃了“小转角假设”,利用幂级数法重新对“圆膜问题”进行解析求解,进而完善了“圆膜问题”的理论。最后为了表明“放弃小转角假设”与考虑初始应力对力学模型计算结果带来的影响,利用本文所提出的“圆膜问题”求解方法与现有的几种求解方法进行了对比分析。并且通过一个算例验证了所提出的同步表征技术的正确性,同时也给出了具体的操作方法。本论文的主要创新之处在于:考虑了膜/基体系的表面薄膜可能存有残余应力的前提下,同时在力学模型的求解过程中放弃了圆膜问题的“小转角假设”,从而大幅提高了测量结果的精度。对今后同步测量理论的发展具有积极的促进作用。
张驰[3](2017)在《张拉膜结构的有限元数值分析与状态研究》文中认为膜结构已经研究几十年的时间,与传统结构的力学性能相比,这种新结构有很大的不同,并且在材料、构造上也有很大不同,重量轻,覆盖面大等特点使它和其他结构不同,应用是非常广泛的。但是由于其刚度低,所以很容易发生变形。由于膜结构建筑所受到的荷载是不确定的,所以位移也是随机的产生的。过大的挠度将会引起膜结构变形、松弛、褶皱,甚至撕裂等现象,将造成严重的经济损失,探究这类膜结构形式的力学特性有助于对这类结构有更好的深入理解。国内外有不少学者通过试验或理论等方面对这类问题进行研究和分析,然而通过现有的理论并结合有限元软件数值模拟分析的比较少。通过两者分析的结果对膜结构的工程特性进行分析研究,是研究膜结构工程特性的重要课题。本文首先在两种形式的张拉膜结构施加预张力,即平面膜和双曲抛物面这两种形式,利用有限元软件ANSYS Workbench的几何非线性模块分析在施加预张力之后的基础上对两种形式的张拉膜进行受荷载变形的分析,在获得外界均布荷载作用下的膜面的变形成果之后,再将数值模拟的结果和理论结果进行对照。本文采纳的荷载形式是一种理想简化,因为研究的是膜的受荷变形后的状态,所以没有对荷载分布作特别的分析。本文得到了两种形状膜在荷载作用下其结构变形的一些结论,为膜结构的设计提供了一定的参考。
王智[4](2017)在《放弃小转角假设条件下的圆薄膜问题研究》文中研究表明薄膜结构和薄膜构件在许多领域得到了越来越广泛的应用。薄膜在载荷作用下的挠度,相对于它的厚度而言比较大,因此薄膜的变形问题往往呈现出较强的非线性,薄膜控制方程通常也为非线性微分方程,这些非线性微分方程在应用于边值问题时往往解析求解起来比较困难,因而只有在少数情况下才可以获得薄膜问题的解析解,而在大多数情况下只能通过其它方法,比如打靶法、迭代法等,来获得薄膜位移和应力的数值解。然而在实际工程应用中,解析解又通常是必要的。本文在放弃薄膜问题中通常采用的小转角假设的条件下,解决了均布载荷作用下周边夹紧的圆薄膜的轴对称变形问题,给出了能更好反映圆形薄膜非线性行为的解析解,它相比于着名的Hencky解不仅提高了精度,而且适用于载荷较大时的情形。当薄膜转角较小时,通过对比分析采用本文给出的解析解、Hencky解以及有限元计算得到的结果,证明了本文给出的解析解的有效性。当薄膜转角较大时,又通过对比分析采用本文给出的解析解和Hencky解得到的结果,展示了小转角假设带来的误差,结果表明:小转角假设带来的计算误差随着横向载荷的增大而增加,当横向载荷相对较大时,着名的Hencky解将不再适用。通过上述对比分析还发现了本文给出的解析解中的一个重要积分常数是随着所施加横向载荷的变化而改变的,然而在着名的Hencky解中,由于采用了小转角假设,这个积分常数变成了一个与载荷无关的常数,这即是小转角假设会带来误差的原因。论文由七个章节构成:第一章简要介绍了课题的研究背景、主要研究内容、研究意义等;第二章主要介绍了本文研究圆膜问题所涉及的理论基础,包括弹性力学基础和微分方程的幂级数解法;第三章主要介绍了Hencky问题和在采用小转角假设的条件下求解得到的Hencky问题的解析解;第四章在放弃小转角假设的条件下建立了均布载荷作用下的圆形薄膜问题的控制方程组,并采用幂级数法进行求解,最终得到了薄膜挠度、径向应力和环向应力的解析表达式,并进行了一些相关问题的讨论;第五章主要给出了有限元计算均布载荷作用下周边夹紧的圆形薄膜问题的步骤和结果;第六章将有限元计算结果与解析计算结果进行了对比,验证了理论工作的有效性,展示了小转角假设带来的误差,并分析了其原因;第七章主要对本文研究工作进行总结和展望;本文在放弃圆薄膜问题中通常采用的小转角假设的条件下,给出了在均布载荷作用下周边夹紧的圆薄膜问题的解析解,通过将该解析解与Hencky解进行对比,展示了小转角假设对薄膜问题求解结果的影响。本文工作对柔性薄膜结构和薄膜构件的分析和设计具有一定的理论意义。
冉光明[5](2017)在《圆薄膜问题基于位移的幂级数解法》文中指出目前,薄膜结构广泛应用于建筑、仪器仪表、电子、航空以及其他工程技术领域。在荷载作用下,薄膜的挠度通常远大于其厚度,因而薄膜变形具有几何非线性的特点,这使得薄膜问题的解析研究往往比较困难。但也正因为如此,许多学者一直致力于寻找精度较高且应用范围较广的解析求解方法。均布载荷作用下的周边夹紧的圆薄膜轴对称变形问题,即Hencky问题,是一个经典的薄膜问题。通过考察Hencky和钱伟长求解该问题的过程可以发现,这两位学者所采用的方法可以认为是基于应力的幂级数解法,他们都是选取应力分量来作为基本未知量,并采用幂级数解法来求解相关方程。而在现有文献中,尚未见到采用基于位移的幂级数解法来解答Hencky问题,本文正是在这方面开展了相关研究。本文以薄板大挠度理论为基础,通过忽略von Kármán方程中的抗弯刚度项,将薄板大挠度问题过渡为了薄膜问题,并利用坐标变换进一步推导出了极坐标系下圆薄膜轴对称变形问题的基本方程,然后采用基于位移的幂级数解法求解了薄膜方程并给出了位移、应力、应变的幂级数解。结果表明,对于解析求解Hencky问题而言,采用基于位移的解法是可行的,且与现有工作中基于应力的解法相比,本文所提供的方法使得求解过程更为简洁。本文由如下六个章节组成:第一章简要地陈述了课题的研究意义,综述了薄板问题和薄膜问题的研究现状,介绍了本文的主要研究内容以及创新之处;第二章主要介绍了von Kármán薄板大挠度理论,通过忽略掉von Kármán方程中的抗弯刚度项,将薄板大挠度问题过渡为了薄膜问题;第三章详细介绍了Hencky和钱伟长解析求解圆薄膜问题的现有工作;第四章给出了圆薄膜问题基于位移的幂级数解法的详细过程,得到了位移、应力和应变的幂级数解,给出了各相关参量的变化规律,并讨论了一些相关问题;第五章通过一个具体的算例,给出了用ABAQUS分析圆薄膜问题的一般过程,对比分析了解析计算结果和ABAQUS数值计算结果;第六章归纳总结了本文的工作,并对可进一步开展的研究内容进行了展望。本文的工作不仅丰富了圆薄膜问题的求解方法,其解决问题的思路对类似力学问题的研究也具有一定的理论参考价值。
荣阳[6](2014)在《圆薄膜问题之幂级数解法以及推广的Hencky变换方法之反证》文中认为薄膜在许多先进领域中都有广泛的应用。荷载下之薄膜,相对于其厚度而言,往往呈现出较大挠度值,因而其变形问题通常具有较强的非线性,使得其解析研究变得较为复杂、困难,并且其解答一般不为基本函数。解析工作的困难之处,也是薄膜问题的魅力之所在,激发了学者们的研究兴趣。周边夹紧的圆薄膜在均布载荷作用下的轴对称变形问题,即着名的Hencky问题,是一个经典的弹性力学之板壳问题,这一问题的解析解是以幂级数之形式表之的,它包含了Hencky、钱伟长、Alekseev三位着名科学家的研究工作,通常被简称为着名的Hencky解,它是圆薄膜问题的第一个解,被广泛引用。然而,从现有文献之查新结果看,Hencky问题之解答过程,并不是完全采用微分方程之幂级数解法之形式表之的,尤其钱伟长教授在解答过程中,以一个看似一般数学方法之形式表之,这一方法被后来的学者简称为Hencky变换法,并作为一般数学方法,被推广应用于一般薄膜问题之解答中,即所谓的推广的Hencky变换法。本文对着名的Hencky问题之薄膜方程,严格按照微分方程之幂级数解法之形式,作了重新解答,以便考证所谓的Hencky变换方法及其推广之有效性。论文由七个章节构成:①绪论:对课题的研究背景、研究意义、主要研究内容等作了简要陈述;②基本理论:简要介绍了圆薄膜问题之研究所涉及的弹性理论基础、以及薄板大挠度问题之冯·卡门理论;③Hencky问题:介绍了周边夹紧的圆薄膜在均布载荷作用下的轴对称变形问题之Hencky、钱伟长工作;④Hencky问题的微分方程之幂级数解法:对着名的Hencky问题之薄膜方程,严格按照二阶微分方程的幂级数解法之形式,作了重新解答,并给出了典型的参数图;⑤Hencky变换方法推广应用之有效性反证:采用数学理论和具体实例,证明了所谓的Hencky变换方法仅适用于特殊形式之二阶微分方程,而不能作为求解二阶微分方程之一般数学方法,被推广应用;⑥有限元计算及试验:通过有限元计算和试验,验证了理论工作的有效性;⑦结论与展望:归纳总结了研究工作之结论,并对相关问题作了展望。本文首次给出了Hencky问题的幂级数解法之详细过程,并指出了所谓的Hencky变换方法的推广应用在数学理论上之错误,体现了本文研究工作之新颖之处及其理论价值。
罗大星[7](2014)在《集中荷载下预应力环形薄膜的变形问题研究》文中研究说明薄膜结构在许多工程实践领域都有广泛的应用,结构的稳定性、可靠性、耐久性等通常需要我们对薄膜结构的力学行为有一个较为精确的理解。然而由于薄膜变形通常呈现出较大的挠度,具有较强的非线性特征,因而解析研究往往比较困难。带有刚性中心的周边夹紧的圆薄膜在中心横向集中力作用下的轴对称变形问题,即通常所谓的“环膜问题”,是薄膜问题的一个经典解析工作,被广泛引用。然而,经典“环膜问题”的解析解,仅适用于在施加横向载荷之前薄膜中没有初始拉伸或者压缩应力的薄膜问题。考虑到实际工程问题中大量存在着带有初始拉伸或者压缩应力的情形,本文在以往研究工作的基础上,将经典的“环膜问题”推广到了更一般的情形,即在施加横向载荷之前薄膜中带有初始拉伸或者压缩应力的环形薄膜变形问题,这里,我们将其简称为“预应力环膜问题”。论文主要由以下七个章节组成:第一章主要介绍了问题的提出及研究意义,并阐述了国内外研究现状、主要研究目标、研究内容以及创新之处。第二章介绍了论文研究所需的弹性力学的基本知识。第三章主要介绍了环形薄膜变形问题的现有研究工作,包括着名的Alekseev的环膜问题及其解析解、以及孙俊贻等的环膜问题的完整解。第四章详细给出了集中荷载下预应力环形薄膜变形问题的方程建立过程、以及薄膜方程的求解过程,并对相关参量进行了大量的数字值计算。第五章利用数字值计算的结果,给出了常见泊松比范围内各种弹性特征的典型图表,并与无预应力的情形进行了对比。第六章采用有限元计算软件ABAQUS进行了有限元算例分析,并验证了解析解的有效性。第七章总结了本文的主要研究成果,并对后续研究工作作了展望。本文首次将经典的“环膜问题”推广到了更一般的情形,并给出了精确的解析解,这是论文的主要创新性工作。论文的研究成果拓宽了经典理论的实用性,丰富了弹性力学的板壳理论,对解决实际工程问题具有一定的理论意义和应用价值。
钱少华[8](2014)在《薄膜/基层体系力学性质同步测试技术研究》文中研究表明在许多先进技术中,薄膜有着广泛的应用。要研究薄膜结构的稳定性、可靠性以及耐久性,需要更好的理解这些薄膜结构的力学性质。因此,有必要对薄膜的杨氏弹性模量、泊松比以及膜/基界面的粘附强度等进行精细的力学表征。现有测试理论通常需要事先假定薄膜的泊松比(或者杨氏弹性模量)为已知参量,然后确定其他参量。然而,我们知道,温度、湿度、蚀刻方法、加工条件以及制造程序等因素,都可能会引起薄膜力学性质的较大差异。因此,采用以往测试数据(例如泊松比)对本次实验而言是有误差的,并且这一误差将对本次实验中杨氏弹性模量、膜/基界面粘附强度的确定都产生影响。所以,本课题致力于,通过对一个实验样品的同一组测试数据的分析,同时获得该包衣薄膜有关杨氏弹性模量、泊松比以及膜/基界面粘附强度信息的研究,即所谓的同步测试技术研究。论文主要由以下七个章节组成:第一章主要介绍了问题的提出及研究意义,并阐述了国内外研究现状、主要研究目标、研究内容以及创新之处。第二章介绍了论文研究所需的圆薄板问题基本理论。第三章主要介绍了薄膜/基层体系力学性质的现有测试技术。第四章提出了一种新的薄膜/基层体系力学性质同步测试技术,该技术能够通过对同一次实验数据的分析,同时获得包衣薄膜的杨氏弹性模量、泊松比、膜/基界面的粘附强度。第五章分析了本文提出的同步测试技术的优越性,并将这种新的测试技术与现有研究工作作了比较。第六章介绍了本文作者所作的一个验证性实验,通过实验结果与理论推导结果的对比分析,验证了本文理论成果的正确性。第七章总结本文的主要研究成果,并展望今后的研究方向。本文提出了一种新的薄膜/基层力学性质同步测试技术,该技术能够通过对同一次测试数据的分析,同时获得包衣薄膜的表面性质(弹性模量和泊松比)和膜/基界面性质(粘附强度),这是论文的主要创新性工作。论文的研究工作,对提高薄膜/基层体系力学性质的测试精度,具有一定的应用价值。
谢传喜[9](2014)在《圆形薄膜结构在冲击荷载作用下的动力响应研究》文中研究说明薄膜结构是大跨空间结构中非常具有发展前景的一种结构形式,同时薄膜结构又是一种大跨轻柔结构,其质量很轻,形态丰富多彩,造价相对低廉,施工速度快,抗震性能好,是近年来应用非常广泛的一种建筑结构体系。薄膜结构又由于跨度比较大、自身刚度较小和自振频率也相对较小,所以薄膜结构在除自重以外的荷载作用下很可能出现较大横向位移,有时甚至会导致工程事故。薄膜结构在冲击荷载作用下的非线性动力响应问题是非常具有研究价值的课题,因为这类动力响应问题涉及的内容相当复杂,不仅包含较强的几何非线性和材料非线性,而且还有耦合非线性与时间效应问题。这就使得研究这类动力响应问题并且掌握其动力响应规律,用来防止和减少薄膜结构的工程事故,具有重要的研究意义。本文主要是研究极正交异性和各向同性圆形薄膜在冲击荷载作用下的动力响应问题。首先在薄膜大挠度理论下,利用虚位移原理分别建立了圆形薄膜在给定初始位移条件下的自由振动和在冲击荷载作用下的受迫振动的控制方程,采用L-P摄动法求解振动控制方程得到了圆形薄膜自由振动和受迫振动的振动频率和振动位移表达式。然后使用ANSYS/LS-DYNA对各向同性圆形薄膜结构在冲击荷载作用下的动力响应进行了数值模拟,得到了圆形薄膜受冲击点的振动位移的时程曲线,并且分析了圆形薄膜的半径、密度、预张力、施加冲击荷载小球的速度和质量不同时对其动力响应的影响规律,同时把理论公式计算结果与数值模拟所得结果相互对比,验证了理论推导的正确性。
高晓威[10](2013)在《轴对称线布载荷作用下圆薄膜大挠度问题研究》文中研究指明薄膜在许多领域发现了越来越多的应用,例如,在高级表面处理以及包衣体系中,利用薄膜改善和改进材料的表面性质。结构的可靠性、稳定性及耐久性等需要对薄膜结构的力学行为有一个更好的理解。然而,由于薄膜问题的数学方程通常具有较强的非线性,因而难以精确地解析求解,一般只能谋求其数值解。目前,圆薄膜问题仅有少数解析解,这种情况影响了某些工程领域的具体应用。本文在现有圆薄膜大挠度问题解析研究工作的基础上完整求解了轴对称线布载荷作用下圆薄膜的大挠度问题:采用薄膜大挠度理论建立薄膜方程,按照薄膜方程中的待定积分常数B在实数范围内可能存在的三种情况(即B0, B0, B0),给出这一问题的完整解析解;并用一个中间参量1和一个控制参量,采用打靶法分别对薄膜方程的对有关中间变量和积分常数进行了大量的数字值计算,给出了一系列反映有关参量之间函数关系的典型图表;由轴对称线布载荷作用下圆薄膜大挠度问题的极限情形,得到圆薄膜在集中力作用下的轴对称变形问题的解析解。此外,论文还利用一个验证性试验证明了本文所获得解析解的正确性。本文所获得的解析解,可以用于表面与界面力学性质测试研究等问题,论文主要探讨了其在膜-基体系界面粘附能以及薄膜杨氏弹性模量和泊松比测量中的应用情况。论文主要由绪论、基本理论、周边夹紧圆薄膜大挠度问题的研究现状、轴对称线布载荷作用下圆薄膜大挠度问题、试验、本文研究成果的应用探讨及结论与展望七个章节组成。本文给出轴对称线布载荷作用下周边夹紧圆薄膜大挠度问题的精确解析解,不仅进一步推动了圆薄膜问题的理论研究工作,而且还可以为薄膜技术在实际工程中的应用提供可参考的力学模型和理论公式,使得试验结果的分析有了一个较为精确的理论依据。
二、圆薄膜在集中力作用下的大变形(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、圆薄膜在集中力作用下的大变形(论文提纲范文)
(1)轴对称变形的圆形薄膜与刚性板的无摩擦接触问题解析研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 薄膜问题研究现状 |
1.2.2 接触问题研究现状 |
1.3 本文的主要研究内容 |
1.4 本文的创新之处 |
2 基本理论 |
2.1 基本假设 |
2.2 基本方程 |
2.2.1 平衡方程 |
2.2.2 几何方程 |
2.2.3 物理方程 |
2.3 平面问题 |
2.3.1 平面应力问题 |
2.3.2 平面应变问题 |
2.3.3 极坐标方程 |
2.4 本章小结 |
3 圆薄膜问题的现有解析解 |
3.1 着名的Hencky解 |
3.2 着名Hencky问题的钱伟长解法 |
3.3 推广的Hencky解 |
3.4 着名Hencky问题在放弃小转角假设条件下的解析解 |
3.5 本章小结 |
4 圆薄膜问题在考虑初始应力并放弃小转角假设下的解析求解 |
4.1 薄膜方程的建立 |
4.2 薄膜方程的求解 |
4.3 新解析解的回退性分析 |
4.4 本章小结 |
5 轴对称变形的圆形薄膜与刚性板的无摩擦接触问题 |
5.1 轴对称变形的圆形薄膜与刚性板的无摩擦接触问题的现有解析解 |
5.2 轴对称变形的圆形薄膜与刚性板的无摩擦接触问题的精细解析求解 |
5.3 本章小结 |
6 结果与讨论 |
6.1 不同条件下的圆形薄膜问题解析解的对比分析 |
6.1.1 推广的Hencky解与着名的Hencky解的对比 |
6.1.2 只放弃小转角假设下的圆薄膜问题的解析解与着名的Hencky解的对比 |
6.1.3 考虑初始应力并放弃小转角假设条件下的圆薄膜问题的解析解与着名的Hencky解的对比 |
6.1.4 考虑初始应力并放弃小转角假设下的圆薄膜问题的解析解与推广的Hencky解的对比 |
6.1.5 考虑初始应力并放弃小转角假设下的圆薄膜问题的解析解与只放弃小转角假设条件下的圆形薄膜问题的解析解的对比 |
6.2 轴对称变形的圆形薄膜与刚性板的无摩擦接触问题的讨论 |
6.2.1 考虑初始应力并放弃小转角假设下的接触问题解析解的有效性 |
6.2.2 相关参数讨论 |
6.3 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
A.作者在攻读硕士学位期间所发表的论文 |
B.作者在攻读硕士学位期间所申报的专利 |
C.作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
D.学位论文数据集 |
致谢 |
(2)一种改进的薄膜/基层体系力学性质同步表征技术(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 问题的提出及研究意义 |
1.2 国内外的研究现状 |
1.2.1 膜/基体系力学性质表征的研究现状 |
1.2.2 薄膜问题的研究现状 |
1.3 课题的研究目标 |
1.4 课题的研究内容 |
1.5 课题的创新之处 |
2 膜/基体系力学性质表征的鼓泡法 |
2.1 鼓泡法的样品制备方法 |
2.2 鼓泡法实验装置 |
2.3 鼓泡法的数据测量装置 |
2.3.1 单点激光干涉测量法 |
2.3.2 单点激光位移传感器测量法 |
2.3.3 全场表面轮廓测量法 |
2.4 现有实验装置的优缺点 |
2.5 本章小结 |
3 现行鼓泡测试技术中的圆薄膜问题 |
3.1 圆膜问题的HENCKY解 |
3.2 圆膜问题的钱伟长解法 |
3.3 考虑初始应力的圆膜解 |
3.4 放弃小转角假设的圆膜解 |
3.5 本章小结 |
4 改进的膜/基体系力学性质同步表征技术及力学模型求解 |
4.1 改进的膜/基体系力学性质同步表征技术 |
4.2 力学模型的解析求解 |
4.2.1 薄膜方程的建立 |
4.2.2 微分方程的求解 |
4.3 表面力学性质的确定 |
4.4 界面力学性质的确定 |
4.4.1 鼓泡薄膜内的弹性应变能的确定 |
4.4.2 有色液体所做功的确定 |
4.4.3 储存在封闭的压缩气体中的弹性应变能的确定 |
4.4.4 能量释放率的确定 |
4.5 本章小结 |
5 结果与讨论 |
5.1 力学模型的算例分析 |
5.2 同步表征技术的算例分析 |
5.3 改进的膜/基体系力学性质表征技术操作方法 |
5.4 本章小结 |
6.结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(3)张拉膜结构的有限元数值分析与状态研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 膜结构的发展历史 |
1.1.1 膜材发展概况 |
1.1.2 膜结构体系发展概况 |
1.2 膜结构的分类及优缺点 |
1.2.1 膜结构的分类 |
1.2.2 膜结构的优缺点 |
1.3 国内外建筑膜结构的应用现状与发展 |
1.3.1 建筑膜结构的特点 |
1.3.2 国外建筑膜结构工程应用 |
1.3.3 国内建筑膜结构工程应用 |
1.4 国内外研究现状 |
1.4.1 对薄膜受荷变形的研究现状 |
1.4.2 对薄膜受荷变形分析方法和手段的研究现状 |
1.5 本文研究的意义及主要工作 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 主要工作 |
2 膜材的基本性能及荷载分析 |
2.1 膜材基本性能 |
2.1.1 常用膜材种类 |
2.1.2 常用膜材性能的比较 |
2.2 膜材力学基本理论 |
2.2.1 力学特点 |
2.2.2 正交异性特性 |
2.2.3 膜材的粘弹性效应 |
2.3 荷载分析 |
2.3.1 荷载作用下的膜结构可能的失效形式 |
2.3.2 荷载分析 |
2.3.3 荷载参与组合时的抗力分项系数 |
2.3.4 荷载组合 |
2.3.5 安全系数取值 |
2.4 本章小结 |
3 基于ANSYS Workbench的膜结构(线性和非线性)静力模拟研究 |
3.1 ANSYS Workbench的基本介绍 |
3.1.1 ANSYS Workbench概述 |
3.1.2 功能模块和功能特色 |
3.2 ANSYS Workbench(线性和非线性)静力分析力学基础 |
3.2.1 线性静力分析力学基础 |
3.2.2 非线性静力分析力学基础 |
3.2.3 非线性有限元问题的一般求解方法 |
3.3 ANSYS Workbench(线性和非线性)静力模拟分析简介 |
3.3.1 线性静力模拟分析简介 |
3.3.2 非线性静力模拟分析简介 |
3.4 本章小结 |
4 平面形式张拉膜结构在荷载作用下变形的数值模拟 |
4.1 引言 |
4.2 平面膜结构在荷载作用下的数值模拟分析 |
4.2.1 平面膜结构的工程应用算例 |
4.2.2 平面膜结构的几何非线性变形分析 |
4.3 数值模拟结果分析 |
4.4 本章小结 |
5 双曲抛物面形式张拉膜结构在荷载作用下变形的数值模拟 |
5.1 引言 |
5.2 双曲抛物面膜结构在荷载作用下的数值模拟分析 |
5.2.1 双曲抛物面膜结构的工程应用算例 |
5.2.2 双曲抛物面膜结构的几何非线性变形分析 |
5.3 数值模拟结果分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(4)放弃小转角假设条件下的圆薄膜问题研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 问题的提出及其研究意义 |
1.1.1 国内外研究现状 |
1.1.2 问题的提出 |
1.1.3 研究意义 |
1.2 主要研究内容 |
1.3 创新之处 |
2 基本理论 |
2.1 基本假定 |
2.2 应力分析及平衡方程 |
2.3 应变分析及协调方程 |
2.4 应力与应变之间的关系 |
2.5 边值问题 |
2.6 微分方程的幂级数解法 |
2.7 本章小结 |
3 采用小转角假设的圆薄膜问题的解析解 |
3.1 Hencky问题 |
3.2 Hencky问题的解析解 |
3.3 本章小结 |
4 放弃小转角假设的圆薄膜问题的解析解 |
4.1 薄膜方程的建立 |
4.2 薄膜方程的幂级数解 |
4.3 参量分析 |
4.4 本章小结 |
5 有限元计算 |
5.1 ANSYS分析结果 |
5.2 ABAQUS分析结果 |
5.3 本章小结 |
6 对比与分析 |
6.1 采用小转角假设的解析解计算结果 |
6.2 放弃小转角假设的解析解计算结果 |
6.3 有限元计算结果与解析计算结果的对比 |
6.4 小转角假设带来的误差分析 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A研究生期间申请的国家发明专利 |
(5)圆薄膜问题基于位移的幂级数解法(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 问题的提出及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 创新之处 |
2 von Kármán薄板大挠度理论 |
2.1 基本假设 |
2.2 几何方程 |
2.3 物理方程 |
2.4 平衡方程 |
2.5 本章小结 |
3 圆薄膜问题基于应力的幂级数解 |
3.1 Hencky问题 |
3.2 Hencky的工作 |
3.3 钱伟长的工作 |
3.4 本章小结 |
4 圆薄膜问题基于位移的幂级数解 |
4.1 基本方程 |
4.2 基于位移的幂级数解 |
4.3 相关参量变化规律 |
4.3.1 c与泊松比v的关系 |
4.3.2 挠度的变化规律图 |
4.3.3 径向应力的变化规律图 |
4.3.4 环向应力的变化规律图 |
4.4 数值结果与讨论 |
4.5 本章小结 |
5 基于算例的对比分析 |
5.1 ABAQUS分析结果 |
5.2 解析计算结果 |
5.3 对比分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A 作者在攻读硕士学位期间所发表的论文 |
B 作者在攻读硕士学位期间所申报的专利 |
C 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目 |
(6)圆薄膜问题之幂级数解法以及推广的Hencky变换方法之反证(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 问题的提出及其研究意义 |
1.1.1 国内外研究现状 |
1.1.2 问题的提出 |
1.1.3 研究意义 |
1.2 主要研究内容 |
1.3 本课题创新之处 |
1.4 本课题研究成果的理论价值 |
2 基本理论 |
2.1 弹性力学的基本假定及研究方法 |
2.1.1 弹性力学的基本假定 |
2.1.2 弹性力学的研究方法 |
2.2 应力分析 |
2.3 应变分析 |
2.4 应力应变关系 |
2.5 边值问题 |
2.6 冯·卡门薄板大挠度理论 |
2.7 本章小结 |
3 Hencky 问题 |
3.1 Hencky 工作简介 |
3.2 钱伟长工作简介 |
3.3 本章小结 |
4 Hencky 问题的微分方程之幂级数法 |
4.1 薄膜方程 |
4.2 Hencky 问题的微分方程之幂级数法 |
4.3 应力和位移表达式 |
4.4 典型参数图 |
4.4.1 参数 c 与泊松比 v 的关系图 |
4.4.2 w( r)/(a~4q/Eh)~(1/3)随坐标 r 的变化图 |
4.5 本章小结 |
5 Hencky 变换方法推广应用之有效性反证 |
5.1 Hencky 变换方法 |
5.2 Hencky 变换方法的推广应用 |
5.3 Hencky 变换方法推广应用之有效性反证 |
5.4 本章小结 |
6 有限元计算及试验 |
6.1 有限元计算 |
6.1.1 解析计算结果 |
6.1.2 数值计算结果 |
6.1.3 解析计算结果与数值计算结果的比较 |
6.2 试验 |
6.2.1 试验准备 |
6.2.2 试验结果与解析结果比较 |
6.2.3 误差分析 |
6.3 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 与现有工作的比较 |
7.2 主要结论 |
7.3 后续研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A. 作者在攻读硕士学位期间所发表的论文 |
B. 作者在攻读硕士学位期间所申报的专利 |
(7)集中荷载下预应力环形薄膜的变形问题研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 问题的提出及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 课题的研究目标 |
1.4 课题的研究内容 |
1.5 课题的创新之处 |
2 基本理论 |
2.1 弹性力学问题的建立 |
2.1.1 应力和一点的应力状态 |
2.1.2 平衡微分方程 |
2.1.3 几何方程及变形协调方程 |
2.1.4 广义虎克定律 |
2.1.5 基本方程和边值问题 |
2.2 弹性力学的平面问题 |
2.2.1 平面应力问题和平面应变问题 |
2.2.2 平面问题的极坐标方程 |
2.3 薄板的弯曲 |
2.3.1 基本概念和假设 |
2.3.2 冯卡门薄板大挠度理论 |
2.4 本章小结 |
3 环形薄膜变形问题的现有研究工作 |
3.1 Alekseev 的环膜问题 |
3.2 环膜问题的完整解 |
3.3 本章小结 |
4 集中荷载下预应力环形薄膜的变形问题 |
4.1 薄膜方程及解析求解 |
4.2 相关参量的数字值计算 |
4.3 本章小结 |
5 结果与讨论 |
5.1 结果与分析 |
5.2 与无预应力情形的对比 |
5.3 本章小结 |
6 有限元计算 |
6.1 无预应力环膜问题的有限元计算 |
6.2 预应力环膜问题的有限元计算 |
6.3 与解析解的对比 |
6.4 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 后续研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(8)薄膜/基层体系力学性质同步测试技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
1 绪论 |
1.1 问题的提出及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 包衣薄膜力学性质现有测试技术 |
1.2.2 膜/基界面力学性能现有测试技术 |
1.3 课题的研究目标 |
1.4 课题的研究内容 |
1.5 课题的创新之处 |
2 圆薄板问题的基本理论 |
2.1 弹性体问题基础知识 |
2.1.1 应力分析及平衡方程 |
2.1.2 应变分析及协调方程 |
2.1.3 应力应变关系 |
2.1.4 弹性体力学问题的建立 |
2.1.5 平面问题 |
2.2 泊松的圆薄板小挠度问题 |
2.2.1 基本方程 |
2.2.2 方程求解 |
2.3 冯·卡门的薄板大挠度理论 |
2.3.1 几何方程 |
2.3.2 平衡方程 |
2.3.3 协调方程 |
2.4 Hencky 的圆薄膜问题 |
2.4.1 基本方程 |
2.4.2 方程求解 |
2.5 本章小结 |
3 薄膜/基层体系力学性质现有测试技术 |
3.1 包衣薄膜力学性质测试 |
3.1.1 单向微拉伸法 |
3.1.2 悬臂梁法 |
3.1.3 静压鼓泡法 |
3.1.4 轴载鼓泡法 |
3.1.5 压痕法 |
3.1.6 X 射线与激光曲率结合法 |
3.2 膜/基界面力学性能测试 |
3.2.1 垂直拉拔法 |
3.2.2 超速离心法 |
3.2.3 超声波法 |
3.2.4 透明胶带法 |
3.2.5 剥皮法 |
3.2.6 剪切法 |
3.2.7 刮擦法 |
3.2.8 鼓泡法 |
3.3 本章小结 |
4 薄膜/基层体系力学性质同步测试技术 |
4.1 测试方法 |
4.2 测量公式的理论推导 |
4.2.1 确定外力做功U F |
4.2.2 确定函数U ea q 或 U ea h2 h1 的图表 |
4.2.3 确定弹性模量 E,泊松比 v |
4.2.4 确定鼓泡薄膜的弹性能U ef |
4.2.5 确定能量释放率 G |
4.3 测试系统 |
4.3.1 加压系统 |
4.3.2 测量系统 |
4.3.3 信号采集系统 |
4.3.4 连接器件 |
4.3.5 系统整合 |
4.4 本章小结 |
5 同步测试技术的优越性 |
5.1 测试方法的优越性 |
5.2 测试系统的优越性 |
5.3 同现有研究工作的比较 |
5.3.1 包衣薄膜力学性质测试技术 |
5.3.2 膜/基界面粘附强度测试技术 |
5.3.3 鼓泡体积的精确确定 |
5.4 本章小结 |
6 实验 |
6.1 实验准备工作 |
6.2 实验结果 |
6.3 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A. 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
B. 作者在攻读硕士学位期间申报的国家发明专利 |
C. 作者在攻读硕士学位期间主持的科研项目 |
(9)圆形薄膜结构在冲击荷载作用下的动力响应研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 薄膜材料在实践中的应用简介 |
1.1.1 薄膜材料在建筑领域的应用 |
1.1.2 薄膜材料在其它领域上的应用 |
1.2 研究意义 |
1.3 研究现状 |
1.3.1 薄膜振动研究的国内外现状 |
1.3.2 柔性薄膜结构动力响应研究现状 |
1.3.3 冲击荷载作用下结构非线性动力响应研究现状 |
1.4 本文的主要工作和解决的关键问题及创新点 |
1.4.1 主要工作 |
1.4.2 研究目标 |
1.4.3 技术路线 |
1.4.4 本文的创新点 |
2 极正交异性和均匀圆形薄膜的大挠度自由振动 |
2.1 基本方程 |
2.2 圆形薄膜自由振动的控制方程的推导 |
2.3 自由振动控制方程的求解 |
2.4 均匀的圆形薄膜的振动频率和振动位移 |
2.5 算例分析 |
2.5.1 频率计算 |
2.5.2 振动位移时程曲线 |
2.6 本章小结 |
3 圆形薄膜在冲击荷载作用下的非线性动力响应 |
3.1 冲击荷载 |
3.2 圆形薄膜受迫振动的控制方程 |
3.3 受迫振动控制方程的求解 |
3.4 均匀圆形薄膜在冲击荷载下振动频率和位移 |
3.5 算例分析 |
3.5.1 振动频率计算 |
3.5.2 冲击点的时程曲线 |
3.6 本章小结 |
4 圆形薄膜的非线性有限元模拟分析 |
4.1 非线性有限元模拟的动力分析 |
4.1.1 有限元模拟的动力计算软件 ANSYS/LS-DYNA |
4.1.2 接触—碰撞问题的算法 |
4.2 有限元瞬态动力分析的模型 |
4.2.1 瞬态动力分析采用的单元类型 |
4.2.2 动力分析采用的材料模型 |
4.2.3 模型的网格划分 |
4.2.4 薄膜施加初始预张力 |
4.2.5 单元模型的转换 |
4.2.6 关于定义 PART |
4.2.7 薄膜施加边界约束并定义小球与薄膜之间的接触 |
4.2.8 设置求解控制选项并求解 |
4.3 本章小结 |
5 均匀圆形薄膜在冲击荷载作用下的数值模拟 |
5.1 数值模拟结果与理论计算结果的对比分析 |
5.2 各个参数对薄膜位移响应的影响分析 |
5.2.1 圆形薄膜尺寸对位移响应的影响规律 |
5.2.2 预张力对均匀圆形薄膜振动位移的影响规律 |
5.2.3 冲击小球的初始速度对振动位移的影响规律 |
5.2.4 受冲击的均匀圆形薄膜密度对振动位移的影响规律 |
5.2.5 施加冲击荷载的小球质量对振动位移的影响规律 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A. 作者在攻读学位期间参加的科研项目目录 |
B. 论文中相关公式中的字母表达式 |
(10)轴对称线布载荷作用下圆薄膜大挠度问题研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 问题的提出 |
1.2 研究意义 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 创新之处 |
2 基本理论 |
2.1 弹性理论基本知识 |
2.1.1 应力分析及平衡方程 |
2.1.2 应变分析及协调方程 |
2.1.3 应力应变关系 |
2.1.4 弹性体力学问题的建立 |
2.1.5 平面问题 |
2.2 薄板的弯曲问题 |
2.2.1 薄板弯曲理论的基本假设 |
2.2.2 F ppl-von Kármán 薄板大挠度弯曲理论 |
2.3 本章小结 |
3 周边夹紧圆薄膜大挠度问题的研究现状 |
3.1 圆膜问题 |
3.2 环膜问题 |
3.3 圆-环膜问题 |
3.4 集中力问题 |
3.5 本章小结 |
4 轴对称线布载荷作用下圆薄膜大挠度问题 |
4.1 薄膜方程的建立及求解 |
4.2 数字值计算及结果 |
4.2.1 相关参变量的数字值计算 |
4.2.2 结果与分析 |
4.3 轴对称线布载荷作用下圆薄膜大挠度问题的极限情形研究 |
4.4 本章小结 |
5 试验 |
5.1 试验准备工作 |
5.2 试验结果与理论结果的对比 |
5.4 误差分析 |
5.5 本章小结 |
6 本文研究成果的应用探讨 |
6.1 在膜-基体系界面粘附能测量中的应用 |
6.2 在薄膜杨氏弹性模量和泊松比测量中的应用 |
6.3 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 后续研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 1 |
附录 2 |
作者在攻读硕士学位期间参与申报的国家发明专利 |
四、圆薄膜在集中力作用下的大变形(论文参考文献)
- [1]轴对称变形的圆形薄膜与刚性板的无摩擦接触问题解析研究[D]. 董娇. 重庆大学, 2019(01)
- [2]一种改进的薄膜/基层体系力学性质同步表征技术[D]. 李珂. 重庆大学, 2018(04)
- [3]张拉膜结构的有限元数值分析与状态研究[D]. 张驰. 安徽理工大学, 2017(08)
- [4]放弃小转角假设条件下的圆薄膜问题研究[D]. 王智. 重庆大学, 2017(06)
- [5]圆薄膜问题基于位移的幂级数解法[D]. 冉光明. 重庆大学, 2017(06)
- [6]圆薄膜问题之幂级数解法以及推广的Hencky变换方法之反证[D]. 荣阳. 重庆大学, 2014(01)
- [7]集中荷载下预应力环形薄膜的变形问题研究[D]. 罗大星. 重庆大学, 2014(01)
- [8]薄膜/基层体系力学性质同步测试技术研究[D]. 钱少华. 重庆大学, 2014(01)
- [9]圆形薄膜结构在冲击荷载作用下的动力响应研究[D]. 谢传喜. 重庆大学, 2014(01)
- [10]轴对称线布载荷作用下圆薄膜大挠度问题研究[D]. 高晓威. 重庆大学, 2013(03)