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不完整壳体的屈曲及其可靠性分析

作　者: 周勇
导　师: 安伟光
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 结构工程
关键词: 初始缺陷局部损伤屈曲结构可靠性壳体
分类号: TU33
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 145次
引　用: 2次
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内容摘要

实际结构的构件在加工和制造过程中不可避免地会有初始缺陷，而实际结构在使用过程中难免会发生局部损伤。具有初始缺陷和局部损伤的结构都为不完整结构。在结构的设计、建造和使用过程中，保证结构具有足够的强度是至关重要的。为了做到这一点，以往确定性分析和完整结构可靠性分析就显得不够了。需要进一步研究有不完整结构的可靠性问题。本文开展了初始缺陷和局部损伤对薄壁壳体结构可靠度的影响研究。在大量文献研究的基础上，推导了具有局部缺陷的轴压薄壁圆柱壳结构的屈曲载荷的解析解，建立了局部对称缺陷圆柱壳结构的安全余量方程。根据圆柱壳受到碰撞或坠落物撞击时的典型凹陷模型，建立了具有凹陷损伤圆柱壳的安全余量方程。研究了同时具有初始缺陷和局部损伤圆柱壳的可靠性。本文基于有限元的分析方法，对耐压球壳极限强度进行了研究。计算了一系列半径厚度比下的耐压球壳极限强度，并研究了初挠度的影响。最后，本文建立了具有初始缺陷的外压半球薄壳屈曲安全余量方程，并进行了可靠性分析。本文关于典型缺陷对薄壳结构屈曲可靠度的研究，可以作为工程设计的参考，并为进一步开展基于结构可靠度的不完整结构屈曲设计奠定了理论基础。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 选题的目的和意义  10-11
  1.2 课题国内外研究现状  11-14
    1.2.1 结构可靠性的发展与研究现状  11-13
    1.2.2 不完整结构稳定性及其可靠性的国内外研究现状  13-14
  1.3 本文的主要工作  14-15
第2章结构可靠性的基本理论  15-29
  2.1 结构可靠性的基本概念  15-16
    2.1.1 结构功能函数  15-16
    2.1.2 可靠性指标的基本概念  16
  2.2 均值一次二阶矩法及其改进型  16-22
  2.3 结构系统可靠性  22-27
    2.3.1 串联系统可靠性计算公式  22-24
    2.3.2 二阶联合失效概率的计算  24-25
    2.3.3 计算结构系统失效概率的界限法  25-27
  2.4 本章小结  27-29
第3章同时具有加工缺陷和凹陷损伤圆柱壳的可靠性分析  29-43
  3.1 一般壳体非线性稳定方程  29-32
  3.2 轴向受压圆柱壳体临界应力  32-34
  3.3 具有加工缺陷的轴压圆柱壳屈曲安全余量方程  34-36
  3.4 损伤圆柱壳的安全余量方程  36-39
    3.4.1 损伤圆柱壳的凹陷模型  36-37
    3.4.2 完全塑性模型  37-38
    3.4.3 损伤圆柱壳的极限状态方程  38-39
  3.5 同时具有加工缺陷和凹陷损伤圆柱壳的可靠性分析  39-41
  3.6 本章小结  41-43
第4章不完整球壳的非线性有限元分析  43-56
  4.1 引言  43
  4.2 均匀外压力作用下扁球壳的屈曲  43-45
  4.3 外压扁球壳缺陷敏感度分析  45-48
  4.4 美国海军泰勒水池耐压球壳设计公式  48
  4.5 俄罗斯深海潜水器耐压球壳临界压力计算公式  48-49
  4.6 球壳稳定性非线性有限元分析  49-55
    4.6.1 非线性有限元分析方法  49-50
    4.6.2 算例  50-53
    4.6.3 耐压球壳的稳定性分析  53-55
  4.7 本章小结  55-56
第5章不完整球壳稳定性的可靠性分析  56-65
  5.1 引言  56-57
  5.2 基本方程和数值方法  57-59
  5.3 不完整半球壳屈曲强度公式  59-60
  5.4 基本变量选择  60-61
  5.5 基本变量的统计特性  61-64
    5.5.1 概率分布  61
    5.5.2 平均值  61-62
    5.5.3 变异系数  62
    5.5.4 算例  62-64
  5.6 本章小结  64-65
结论  65-67
参考文献  67-72
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  72-73
致谢  73

不完整壳体的屈曲及其可靠性分析

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