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复合材料因具有较高的比强度、比模量、材料可设计性和热稳定性,被广泛用于航空、化工、建筑等领域,其研究课题也是受到学者的深度关注,但因处理问题的角度和方法不同,故最终得到的结果有一定差异。基于此,本文做了如下工作: 1.介绍了复合材料圆柱壳动力屈曲的研究现状,分析了屈曲的最新研究成果以及使用的方法,简述了有限元分析对圆柱壳结构模拟的现状。 2.基于里兹法对金属圆柱壳在轴向阶跃载荷作用下动力屈曲问题进行了理论分析和计算机模拟。应用Donnell壳体理论假设,根据Hamilton变分原理推导出圆柱壳的动力屈曲控制方程。考虑应力波效应对壳的影响,由三角函数的性质和方程组的解的性质计算得到符合两种边界条件和波阵面处条件的屈曲模态函数表达式。根据棣莫弗公式推导出的n倍角公式,简化了控制方程中的三角函数项,在应力波未发生反射前圆柱壳即发生屈曲,从而求解出圆柱壳屈曲的临界载荷表达式,分析了剪切效应对载荷大小的影响,得到不同厚度圆柱壳的临界载荷与临界长度的关系曲线。用abaqus有限元分析软件对圆柱壳在不同厚度与边界条件下的动力屈曲进行了计算机模拟,模拟值与理论值差别在5%的允许范围内,吻合较好。 3.把复合材料力学方程引入控制方程的推导中,用里兹法得到复合材料临界屈曲载荷的表达式,分析了径厚比和铺层角度对载荷的影响。 4.用ABAQUS有限元分析软件运用动力分析方法对金属圆柱壳在脉冲载荷下动力屈曲进行了数值模拟,采用了相同面积的矩形和三角形形式的脉冲载荷对圆柱壳进行加载,讨论了载荷大小、载荷形式和脉冲时间对圆柱壳的临界屈曲时间的影响,得到了径向位移曲线,比较直观反应了应力波的传播。