阶跃荷载下功能梯度材料圆柱壳的非线性动力稳定性

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2009, Vol. 37 ›› Issue (12): 132-139.

阶跃荷载下功能梯度材料圆柱壳的非线性动力稳定性

黄怀纬¹ 韩强^1,2

1.华南理工大学土木与交通学院, 广东广州 510640； 2.新疆大学建筑工程学院, 新疆乌鲁木齐 830046

收稿日期:2009-04-14 修回日期:2009-07-02 出版日期:2009-12-25 发布日期:2009-12-25
通信作者: 黄怀纬（1979-），男，博士，主要从事结构稳定性研究． E-mail:huaiwei_h@sina．com
作者简介:黄怀纬（1979-），男，博士，主要从事结构稳定性研究．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（10672059）;广东省自然科学基金资助项目（8151064101000002）;中国博士后科学基金资助项目（20090450869）;广东省自然科学基金博士启动基金资助项目

Nonlinear Dynamic Stability of Functionally Graded Cylindrical Shells Under Step Loads

Huang Huai-wei¹ Han Qiang ^1.2

1. School of Civil Engineering and Transportation, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong China ; 2. College of Architectural and Civil Engineering, Xinjiang University, Urumchi 830047, Xinjiang, China

Received:2009-04-14 Revised:2009-07-02 Online:2009-12-25 Published:2009-12-25
Contact: 黄怀纬（1979-），男，博士，主要从事结构稳定性研究． E-mail:huaiwei_h@sina．com
About author:黄怀纬（1979-），男，博士，主要从事结构稳定性研究．
Supported by:
国家自然科学基金资助项目（10672059）;广东省自然科学基金资助项目（8151064101000002）;中国博士后科学基金资助项目（20090450869）;广东省自然科学基金博士启动基金资助项目

摘要/Abstract

摘要： 针对阶跃轴压和阶跃侧压下功能梯度材料圆柱壳的非线性动力屈曲问题．由能量原理推导非线性动力平衡方程，采用变步长四阶Rugge．Kutta法进行求解，得到结构的响应曲线，结合B—R动力屈曲准则给出屈曲，临界状态．数值结果表明：阶跃荷载下结构变形存在一占优模态，该模态相应的结构响应发生最早，且幅值最大；阶跃轴压和侧压荷载下结构的非线性动力屈曲荷载与其相应的线性静力屈曲荷载十分接近；在阶跃轴压荷载情况下，动力荷载将激发比静力荷载更高阶的屈曲模态；增加陶瓷组分含量将提高结构的动力屈曲荷载；线性温度分布与实际热传导温度场得到的临界荷载较为接近．

关键词: 功能梯度材料, 圆柱壳, 动力屈曲, 非线性, B．R准则

Abstract:

This paper deals with the nonlinear dynamic buckling of functionally graded cylindrical shells under axial and lateral step loads. In the investigation, a nonlinear dynamic equilibrium equation is deduced using an energy method and is then solved by means of the four-order Rugge-Kutta method with various step lengths. Thus, the response curves of the shell structure are derived, which are combined with the B-R dynamic buckling criterion to determine the critical buckling condition. Numerical results show that （ 1 ） there is a dominating mode of structural deformation under step loads, which aroused the earliest structural response with maximum amplitude; （2） in the case of axial and lateral step loads, the nonlinear dynamic buckling loads are quite close to the corresponding linear static ones; （3） under axial step loads, the dynamic load would inspire a buckling mode with higher order; （4） the dynamic buckling load of the structure increases with the content of ceramic constituent ; and （5） the critical load in the linearly-distributed temperature field is close to that in the actual thermal-conduction temperature field.

Key words: functionally graded material, cylindrical shell, dynamic buckling, nonlinearity, B-R criterion

黄怀纬韩强. 阶跃荷载下功能梯度材料圆柱壳的非线性动力稳定性[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2009, 37(12): 132-139.

Huang Huai-wei Han Qiang. Nonlinear Dynamic Stability of Functionally Graded Cylindrical Shells Under Step Loads[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2009, 37(12): 132-139.

[1]	丁江, 卢蒙恩, 曾梓洋, 等. 一种可调谐非线性磁式压电能量采集器[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(9): 30-43.
[2]	张广驰, 乐文英, 庞海舰, 等. IRS辅助认知无线携能通信网络的发射功率最小化算法[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(3): 110-123.
[3]	文尚胜, 丘志强, 许函铭, 等. 基于差分算法优化的自复位粒子滤波算法[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(3): 133-145.
[4]	路庆昌, 徐标, 崔欣. 建成环境与共享单车流率的非线性关系研究[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(2): 100-110.
[5]	韩光, 许立忠. 十字型微谐振梁多场耦合振动及信号分析[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(2): 10-19.
[6]	陈小红, 胡芳. 基于可能度的交叉口信号控制区间优化模型[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2022, 50(10): 29-40.
[7]	李刚, 李锋, 丁孺琦, 等. 基于关节力矩补偿的液压机械臂末端力软测量[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2022, 50(10): 140-152.
[8]	张艺瀚王平胡景丰. 不对称双体船非线性横摇阻尼及横摇运动分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2021, 49(7): 26-33.
[9]	上官文斌, 方致远, 李利平, 等. 动力总成-副车架悬置系统的刚体模态和位移控制计算方法[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2021, 49(3): 1-7.
[10]	陈松茂陈宇林鲁忠臣. 基于多参数协同耦合作用的熔融沉积填充速度优化控制研究[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2021, 49(12): 53-60,68.
[11]	徐海祥, 李超逸, 余文曌, 等. 基于扩张状态观测器的智能船舶循迹预测控制[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2021, 49(12): 143-152.
[12]	周大为, 左曙光, 吴旭东, 等. 考虑变刚度解耦膜的液压悬置动特性快速预测模型[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2020, 48(6): 8-15.
[13]	张宁张德宇古泉. 基于数值子结构的 OpenSees 与 LS-DYNA 联合计算[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2020, 48(5): 15-21.
[14]	杨浩裴海龙. 一类含高阶非匹配扰动项的非仿射非线性系统的跟踪控制 [J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2020, 48(12): 43-51.
[15]	张驰, 胡涛, 侯宇迪, 等. 基于制动毂温升的连续下坡货车事故风险评价模型[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2020, 48(11): 19-29.