板壳结构

摘要： 工程结构振动模态都是复模态,且结构振动的可控性和可观性对主动控制系统的传感器和作动器的布置具有重要意义。本文从复模态角度研究了阻尼板振动的可控性和可观性,进而从可控性和可观性的角度探讨了实模态和复模态的区别。在振动实模态可控性和可观性指标的基础上,讨论了其用于振动复模态可控性和可观性分析的可行性。以不同构型的阻尼板结构为例,分别从实模态和复模态角度对结构振动的可控性和可观性指标进行了计算分析;并对结构振动复模态的复杂度指标进行了计算,探讨了其与复模态可控性和可观性指标的关系。结果表明:在可控性和可观性方面,振动复模态与实模态之间存在差别;随着复模态复杂度的增大,振动模态可控性和可观性的变化与输入和输出位置有关;从可控性和可观性角度看,复模态在一定复杂度内可以简化为实模态。

摘要： 最优阻尼复合结构应该是阻尼材料自身的材料性能和阻尼材料在板壳结构上的分布形态均是最优的.针对板壳阻尼复合结构的多尺度设计问题,建立了基于非比例阻尼模型的复合结构多尺度拓扑优化方法,实现了阻尼材料在宏微观两尺度上的协同设计,同时获得最优的阻尼材料宏观分布形态和微观构型.以结构模态阻尼比为目标,分别研究了复合结构的单目标和多目标多尺度设计问题.结果表明,在单目标设计中,当最大化结构的某一阶模态阻尼比时,优化后结构的该阶模态阻尼比最大,同时结构在该阶处的频率响应最小;在多目标设计中,以结构前3阶模态阻尼比之和为目标,虽然在每一阶处的性能劣于单目标设计结果,但是结构前3阶模态阻尼比的总体性能更优.同时,从微结构的构型可得,最优的微结构构型中低刚度高阻尼材料的分布相互连接,其损失模量(微结构复弹性矩阵的虚部)和阻尼因子(微结构复弹性矩阵的虚部与实部之比)都相对较高,且呈现负泊松比现象.优化后复合结构的动力学性能显著提高.

摘要： 因受试验设备、场地和经济等条件的影响,对大型板壳结构开展原型结构屈曲试验比较困难.因此,利用相似理论进行缩尺模型设计,对于大型板壳屈曲模型试验研究具有重要意义.首先,对相似理论的发展和主要内容进行回顾,并对主要的屈曲相似分析方法,包括量纲分析法、控制方程法和能量法的原理及特点进行了介绍与比较.其次,根据方法的不同,对板壳屈曲相似分析研究进展进行总结与评述.量纲分析法是最早也是目前仍应用于板壳结构屈曲相似理论研究的一种方法.基于板壳屈曲控制方程和方程解的相似变换方法应用较为广泛,其相似条件具有明确的物理意义.着重介绍了基于结构体系总能量的相似分析法,该方法已应用于含缺陷加筋板壳的屈曲相似分析,并得到了一些有益的结论.最后,讨论了相似理论在板壳屈曲研究中面临的问题和难点,并展望了需要研究的方向.

摘要： 自适应成长法是基于自然界分支系统形态形成机理的一种高效结构拓扑优化设计方法.通过引入等效静态载荷法理论,运用自适应成长法解决板壳加筋结构在承受动载荷激励下的动态响应拓扑优化设计问题.根据板壳结构所受的动载荷边界条件,构建以动柔度为目标的优化数学模型,推导迭代公式,使板壳结构的加强筋从“种子”开始,沿着使结构最佳力学性能方向成长,从而形成最优加强筋分布形态.研究在简谐载荷和冲击载荷作用下的板壳结构加强筋设计例,并与静态载荷作用下的设计结果进行比较.研究结果表明,板壳结构在动态载荷作用下,其主加强筋布局形态和在静态载荷作用下相同,但在靠近载荷作用点附近出现与主加强筋平行的截面积较小的加强筋,以增加抵抗动态载荷的作用;而冲击载荷作用下的加强筋与一般简谐载荷作用下的加强筋相比,多出一层较复杂的框型筋板抵抗瞬时冲击力.

摘要： Detection of sonar platform excitations has been a formidable obstacle towards the estimation and evaluation of mechanical self-noise in the sonar cavity.In view of the complexity oftransmission of excitations from mechanical vibration equipment to a sonar platform,an inversion technique,i.e.,indirectly estimating the outside excitations by means of measurement of vibratory responses,would be the most applicable and feasible.An equivalent excitation method is proposed in this paper,based on the hypothesis that responses resulted from equivalent excitations would be equal to those from the actual excitations,to deal with the inverse excitation problem in situations where there is no knowledge about the location and distribution of dynamic excitation forces acting on structures.Influential factors in estimation of equivalent excitations are carefully analysed based on modal theory of panel structures,with both analytical analysis and FEM simulation method.It could be concluded that the equivalent excitation inversion would be a practical method for evaluation of environmental excitations.%在声纳基阵腔内机械自噪声预报问题的研究中,确定平台区激励一直是个难题,考虑振源设备激励向声纳部位传播过程的复杂性,通过测量平台区振动响应对其外部激励情况进行估算是最具可行性的一种方法.本文根据弹性薄板结构的振动模态理论和简支边矩形薄板的Navier解法,详细探讨了在外部激励的分布状态未知或难以确定的情况下,基于响应相似原则进行等效激励虚拟假设,利用实测板壳结构振动响应和模态参数对等效激励进行反演计算的一般原理方法,分别用解析法和有限元法对等效激励估计实验方案中影响结果可靠性的主要因素进行了分析论证.结果表明,等效激励法是一种适用于激励作用位置缺失情况下,可靠的便于工程应用的环境激励反演评估方法.

摘要： 空天飞机的机身和机翼壁板承受热力联合作用,为保证壁板在高温下的稳定性,需要研制金属基合金壁板.对合金壁板性能的试验,主要包括载荷的施加、边界效应的减小、高温环境壁板响应等方面.

摘要： 对工程中承压设备壳体结构的动力分析是否应考虑预应力的问题进行了研究.从板壳振动理论出发,定性分析了预应力对柱壳结构振动特性的影响,通过实例进一步计算了不同内压下封闭壳体的动力特性,并对结果进行了比较分析.结果表明,在对壳体结构进行动力分析时,考虑预应力的影响是有必要的.

摘要： 空天飞机的机身和机翼壁板承受热力联合作用，为保证壁板高温下的稳定性，需要研制金属基合金壁板。试验关键技术主要包括：加热功率预估，载荷施加，边界效应减小，高温环境壁板响应预测等。

摘要： 分析叶脉脉序形态的形成机理及构型规律，提取叶脉脉序生长的结构力学准则。以最小弹性应变能与抑制最大剪应力为主及次脉生长准则、以矢量平衡方程为脉序分歧准则建立具有叶脉分枝结构特征的板壳加强结构仿生设计模型。以降低谐振结构声辐射为目标，利用相似原理提出适合板壳结构加强筋布局设计的仿生脉序生长算法。并用典型薄板结构进行加强筋分布设计，验证板壳加强结构仿生布局方法在降噪中的可行性及有效性。%A structural mechanical criterion for leaf vein growth was extracted by analyzing the leaf venation morphogenesis.A primary vein growth was governed by the minimal elastic strain energy while a secondary vein growth by the releasing of maximal shear stress.At each junction,leaf veins were oriented and their widths were set according to a vector equilibrium equation.A bionic design model of reinforced plate /shell structure was established with the feature of leaf vein branched structure.By using the similarity principle,a bionic venation growth algorithm was presented to address the stiffener layout design for plate /shell structures to mitigate structural acoustic radiation.Taking typical thin plate structures for instance,the stiffener layout designs were implemented to verify the practicability and effectiveness of the bionic venation growth approach in noise reduction.

摘要： 本文基于ICM方法,通过引入复合指数型过滤函数,建立以一阶模态频率为约束,结构体积最小为目标的拓扑优化模型.并分析了不同频率对板壳结构频率约束拓扑优化的影响.优化结果表明,随着给定频率约束增加,基结构的体积呈现增大趋势.

摘要： 本文从板壳理论的基本假设出发,引入相对位移约束,描述了实体退化单元用于板壳结构的几何非线性问题的研究过程,以开缝圆环为例探究其在工程应用中的适用性,证明实体退化单元满足工程的精度要求.

摘要： 本文基于ICM方法,建立了以结构质量最小为优化目标,结构临界屈曲载荷为约束的正交各向异性板壳结构拓扑优化模型.并提出了二分映射策略,对最优反演阈值进行连续化逼近.数值算例表明二分映射策略能快速获得最优拓扑结构.

摘要： 本文采用99行程序对板壳结构进行了静力拓扑优化分析,并与基于ICM方法得到的数值优化算例进行了比较和分析.数值算例结果表明SIMP方法在解决板壳结构静力拓扑优化问题时存在一定的局限性.

摘要： 本文基于ICM(Independent,Continuous,Mapping)方法研究了不同屈曲载荷约束下板壳结构的拓扑优化问题.优化模型以质量最小为优化目标,采用复合指数函数作为过滤函数,应用对偶序列二次规划算法(DSQP)方法求解.

摘要： 本文建立了一种用于求解板壳结构大变形、大平动及大转动响应的退化壳单元-复合时间积分方法.结构动力学方程在实体单元上采用梯形法与3点向后欧拉法复合的隐式时间积分方法(Bathe方法)依次进行时间离散,进一步变换到壳单元上求解,并基于大转动公式更新实体单元节点变量.翻滚柱壳算例结果表明本文方法具有保持板壳结构能量、动量守恒/衰减的性能,能够准确地求解板壳结构大变形大范围运动问题.

摘要： 本文基于ICM方法,以复合材料板壳结构为研究对象,建立以结构重量最轻为目标,以屈曲临界力为约束的拓扑优化模型,并利用对偶二次规划进行优化模型的求解.数值算例结果表明了该方法可以有效地解决屈曲约束作用下复合材料板壳结构的拓扑优化问题.

摘要： 随着现代工程技术的提高，复合材料板壳结构由于比强度高、比模量高以及抗疲劳胜好等特点已被广泛应用于汽车、机械、航空、航天、土木以及军事工业等工程领域。二对复合材料板壳结构进行屈曲拓扑优化设计是一项非常有意义的研究，不仅具有十分现实的工程背景，而且有着重要的理论意义和实用价值。本文基于ICM方法,以各向异性材料板壳结构为研究对象,建立以结构重量最轻为目标,以屈曲临界力为约束的拓扑优化模型,并利用对偶二次规划进行优化模型的求解.数值算例结果表明了该方法可以有效地解决屈曲约束作用下各向异性材料板壳结构的拓扑优化问题.

摘要： 板壳结构在面内压力作用下的屈曲破坏是常见的破坏形式.对于含有多个开孔的薄板结构,在外部载荷的作用下,开孔区域附近的应力将大幅增加,变形增大,导致结构的屈曲承载力下降,使板壳结构提前发生屈曲.本文利用特征值屈曲方法分析了开孔间距对薄板屈曲承载力的影响,对于工程实践中板壳结构的开孔设计有一定的参考价值.

摘要： 板壳结构局部材料性能变化、局部热应力等因素对于结构屈曲承载力影响很大.本文采用温度位移耦合方法进行非线性热屈曲分析,考虑了激光功率密度、激光辐照光斑半径及薄板厚度等参数对薄板局部屈曲的影响,总结了各参数对薄板热屈曲时间的影响规律.

摘要： 一种加强结构的板束及其组成的板壳式热交换器，属于热交换器设计与制造技术领域。本发明预先将端部镶块焊接在波纹板上，在板束的加工环节，将相邻的端部镶块焊接在一起，如此增加了管板端部的焊缝余高，从而提高了板束的强度。其次设置了较大的介质缓冲空间及分离条，冲击的液柱柱塞不会直接作用在板束上，起到了保护板束的作用。同时较大空间的板束上封头及较大空间的板管上部区域，有利于预先换热，起到了减小温差进而降低热应力的作用。本发明解决了实际生产过程中热交换器板束抗内压能力差、温差热应力大、抗热冲击能力弱的缺点。

摘要： 一种板壳式热交换器包括壳体和在所述壳体内的多个热传递板。所述板形成流体地连接的第一腔体，用于为第一流体流提供第一流体流路。所述壳体形成第二腔体，所述板被布置在所述第二腔体中，所述第二腔体为第二流体流提供第二流体流路。所述第二流体流路与所述第一流体流路被所述板隔开。其中，所述第一流体流路穿过相邻的板之间的入口板开口和出口板开口，并且所述第二流体流路穿过所述壳体的第二入口开口和第二出口开口。其中，开口位于第一分配区中，并且中心热传递区域在所述开口之间延伸。其中，在所述中心热传递区域和所述第一分配区之间形成有槽。

摘要： 一种板壳式热交换器，包括壳体和多个热传递板，其为第一流体流提供第一流体流动路径以及为第二流体流提供第二流体流动路径。第二流体流动路径与第一流体流动路径被板分开，其中，第一流体流动路径穿过相邻的板之间的入口板开口和出口板开口，并且第二流体流动路径穿过壳体的第二入口开口和第二出口开口，其中，所述开口定位于第一分配区中，第一分配区具有在一侧的第一部分第一分配区和在另一侧的第二部分第一分配区，并且其中，中心热传递区域在所述开口之间延伸，其中，第一部分第一分配区中的波纹样式构造不同于第二部分第一分配区中的波纹样式构造。

摘要： 本实用新型公开一种风机蜗壳围板，包括围板本体，围板本体上设有延伸母线，延伸母线具有构造中心，构造中心与起始点的连线称为起始线，构造中心与任意点的连线称为任意线；任意线与起始线形成夹角θ，任意线的长度为R，所述R＝p+qθ，其中p和q均为常数；所述夹角θ的取值范围为0到a，其中a为常数，所述a为1.97至2.04。常数a限定了围板本体的总长度，常数p和q限定了围板本体的形状，该长度和形状的围板本体有利于风机中的流体的流动，能够用于提高风机的最大风量、最大静压、风量压力乘积，能够用于降低风机的噪声。本实用新型用于离心式风机。同时，本实用新型又提供了一种应用上述围板的风机蜗壳结构。

摘要： 本实用新型提供一种马鞍板壳板连接处的中天沟结构，包括有墙体、钢筋混凝土托梁、托座、壳板；所述墙体顶面修筑有倒梯形外凸台，凸台顶面修筑有钢筋混凝土托梁；所述钢筋混凝土托梁底面中心贯穿有泄水管，泄水管连通至墙体处排水道；所述钢筋混凝土托梁中沿墙体方向的侧壁在距离槽底400mm‑450mm处设置有溢水孔；所述钢筋混凝土托梁两侧侧壁的顶面修筑有托座，该托座为倒置的钢筋混凝土梯台结构；所述托座顶面修筑有壳板，该壳板连接于两道钢筋混凝土托梁的两侧侧壁之间，且每道钢筋混凝土托梁顶面的两块壳板之间的间隙不大于25mm；所述壳板端部设置有落水管，该落水管底端伸入钢筋混凝土托梁的槽内且落水管底面与溢水口齐平。

摘要： 本实用新型提供一种预应力混凝土马鞍板壳板托座结构，包括有马鞍板、加强肋、托座；所述马鞍板弧形凸面中部浇筑有加强肋；所述加强肋为钢筋混凝土结构，该加强肋的钢筋框架由肋内纵筋和箍筋组成，底部的肋内纵筋弯曲成与马鞍板相反的弧形结构，箍筋箍筋并焊接在肋内纵筋上形成钢筋框架，再灌注浇筑形成加强肋，加强肋与马鞍板弧形凹面之间形成一个底面与顶面都是弧形的中空空间；所述加强肋两端底部修筑有托座，该托座贯穿马鞍板，托座由环筋和纵筋形成钢筋框架并浇筑而成，且托座内的环筋和纵筋与加强肋的肋内纵筋焊接连接；所述马鞍板两端修筑有上凸的月牙板，且马鞍板两端中部距离月牙板100‑150mm处设置有落水管，落水管两侧设置有吊装孔。

摘要： 本实用新型提供一种马鞍板壳板与抗风柱连接节点结构，包括有抗风柱、角钢、系杆、连接板、马鞍板壳板；所述抗风柱为钢筋混凝土柱结构，该抗风柱顶面中心埋有抗风柱预埋钢板，且抗风柱预埋钢板厚度不小于6mm；所述抗风柱预埋钢板顶面焊接连接有角钢，该角钢一边垂直于抗风柱顶面，且角钢垂直边中心通过M14螺栓连接有系杆；所述系杆为L型钢杆件结构，系杆通过M14螺栓与角钢连接，且系杆另一端通过M14螺栓连接有连接板，该连接板顶部与马鞍板壳板通过马鞍板壳板预埋钢板焊接连接；所述马鞍板壳板为弧形钢筋混凝土管片结构，该马鞍板壳板弧形凸面一侧埋有马鞍板壳板预埋钢板，且马鞍板壳板预埋钢板厚度不小于6mm。

摘要： 本实用新型提供一种预应力钢筋混凝土马鞍板壳板之间的采光带结构，包括有壳板、镀锌角钢、顺弧镀锌扁钢、玻璃钢片；所述壳板为弧形钢筋混凝土屋盖结构，两片壳板的边缘之间设置有300‑500mm的间隙；所述壳板端部弧面内侧埋有一排镀锌膨胀螺栓，该镀锌膨胀螺栓上连接有镀锌角钢；所述镀锌角钢一侧焊接连接于镀锌膨胀螺栓上，另一侧弯折指向壳板弧形内侧面中心方向，且此侧上设置有螺孔；所述镀锌角钢的螺孔上通过镀锌铆钉连接有顺弧镀锌扁钢，该顺弧镀锌扁钢两端分别连接于间隙两侧的两片壳板的镀锌铆钉上；所述顺弧镀锌扁钢顶面贴合铺设有玻璃钢片，该玻璃钢片同为弧形结构，且玻璃钢片两端被顺弧镀锌扁钢上的镀锌铆钉一并紧固。

摘要： 本实用新型公开了一种可提高插拔力的板对板连接器胶壳的改良结构，该板对板连接器胶壳包括胶壳本体，所述胶壳本体上均匀设置有若干个端子孔，所述端子孔呈四方体状，且端子孔前端设置有喇叭口，所述端子孔包括预插部以及与预插部连接的夹紧部，所述预插部背离夹紧部一端与喇叭口相连通，所述夹紧部远离预插部一端延伸至胶壳本体外侧，且夹紧部两侧壁上分别设置有呈半圆形的凸柱，所述凸柱与胶壳本体一体成型。本实用新型具备结构简单，可以提高板对板连接器的插拔力，降低了生产成本，且可实现自动化生产，生产效率高，是一值得推广的产品。

摘要： 一种加强结构的板束及其组成的板壳式热交换器，属于热交换器设计与制造技术领域。本实用新型预先将端部镶块焊接在波纹板上，在板束的加工环节，将相邻的端部镶块焊接在一起，如此增加了管板端部的焊缝余高，从而提高了板束的强度。其次设置了较大的介质缓冲空间及分离条，冲击的液柱柱塞不会直接作用在板束上，起到了保护板束的作用。同时较大空间的板束上封头及较大空间的板管上部区域，有利于预先换热，起到了减小温差进而降低热应力的作用。本实用新型解决了实际生产过程中热交换器板束抗内压能力差、温差热应力大、抗热冲击能力弱的缺点。