淺拱形薄殼與流體耦合作用的力學(xué)分析.pdf

1、流體彈性力學(xué)是廣泛應(yīng)用于水利、海洋、船舶以及航天、航空等許多工程領(lǐng)域中的一門學(xué)科。它的研究對(duì)象是彈性體在流場(chǎng)作用下的各種力學(xué)行為，以及彈性體變形或運(yùn)動(dòng)對(duì)流場(chǎng)的影響。國內(nèi)外對(duì)這一領(lǐng)域的研究主要集中在耦合系統(tǒng)動(dòng)態(tài)問題的數(shù)值分析方面，且已經(jīng)有很多研究成果。而在眾多的研究中，關(guān)于彈性殼體流固耦合問題中的彈性體變形與內(nèi)力分析的研究卻很少見。因此，理論研究及解析計(jì)算方法的研究還有很大的發(fā)展空間。
　　本文主要應(yīng)用相容拉格朗日-歐拉法理論求解彈

2、性淺拱形殼體與橫向繞流場(chǎng)的相互作用問題，著重求解殼體的變形與內(nèi)力。
　　依據(jù)彈性薄殼非線性基本方程和流體力學(xué)基本方程，應(yīng)用相容拉格朗日-歐拉法推導(dǎo)出流固接觸面的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和動(dòng)力學(xué)方程，并結(jié)合非線性流體彈性力學(xué)問題分類準(zhǔn)則，建立了淺拱形殼體在理想流體橫向繞流情況下，發(fā)生大彎曲變形、中等彎曲變形和小彎曲變形時(shí)的基本方程及關(guān)系式。對(duì)其應(yīng)用伽遼金積分，進(jìn)而求得淺拱形殼體變形的解析解。本文求解了在流體作用下兩邊固支淺拱形殼體的三種彎曲變形情

3、況下的解及兩邊簡(jiǎn)支淺拱形殼體的大彎曲變形的解。通過具體算例，得出殼體的變形、內(nèi)力和流場(chǎng)分布函數(shù)的值，討論有關(guān)殼體參數(shù)和流體流場(chǎng)的變化對(duì)殼體變形與應(yīng)力的影響，繪出關(guān)系曲線。
　　通過研究可知：不可壓縮流體繞淺拱形殼體橫向流動(dòng)時(shí)，無論殼體發(fā)生大彎曲變形、中等彎曲變形，還是小彎曲變形，殼體的變形、應(yīng)力只在量值上有差別，變形規(guī)律基本相同；影響殼體變形的因素有殼體表面流體壓力、流速及殼體的材料、殼體的中面半徑、弧長(zhǎng)、厚度、迎角等，還與殼體所