《超彈性薄壁圓管局部起鼓形態的穩定性分析和實驗研究》是依託天津大學，由傅依斌擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超彈性薄壁圓管局部起鼓形態的穩定性分析和實驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：傅依斌
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超彈性薄壁管是現代工程和日常生活中經常使用的結構，在航天及醫療領域更有廣泛的套用前景。受內壓時，薄壁圓管會發生局部起鼓，這種局部化現象又與許多其它工程結構和材料中的局部化現象具有相同的數學和力學特徵。項目申請人近期的工作一方面證明了薄壁圓管起鼓其實是一個非線性分叉現象，又初步展示了這類失穩對各類缺陷的高度敏感性。本項目旨在通過數學分析和實驗驗證相結合的方法，進一步弄清超彈性薄壁圓管在各種載入和邊界條件下，以及各種幾何和材料缺陷情況下導致起鼓的臨界載荷的變化規律，和起鼓形態的穩定性。研究結果將取代目前文獻中已經過時的經典實驗結果並加以推廣，對了解一大類本構關係和幾何形狀更為複雜的局部化問題具有重要的指導意義。作為套用之一，最新結果將有助於了解主動脈因病變導致脈壁變薄變弱後局部起鼓的機理。作為用實體動脈進行實驗前的前期工作，該項目的成果將對今後研發抑制動脈瘤發生和生長的藥物具有指導意義。
結題摘要
超彈性軟管在受內壓時往往會發生局部起鼓。對它進行深入研究既可以幫助理解更為複雜的局部化現象（如相變），其研究本身也有許多用途，比如可以解釋人體內急性動脈瘤的發生和破裂機理。以前所有有關超彈性軟管局部起鼓的研究都沒有認識到局部起鼓是一個分岔現象，因此現有的結果存在一些不足，甚至錯誤的地方。本項目旨在通過數學分析，實驗驗證和數值模擬相結合的方法，徹底弄清超彈性圓管在各種載入和邊界條件下，以及各種幾何和材料缺陷情況下導致起鼓的臨界載荷的變化規律，和起鼓形態的穩定性，更新目前文獻中已經過時的經典實驗結果並進行推廣。 該項目到目前為止已獲得了以下主要成果：（1） 首次藉助於動力系統理論推導出任意厚度軟管起鼓的分叉條件，並用它闡明了薄膜理論的適用範圍；（2）研究了纖維增強對起鼓的抑制作用，解釋了健康動脈不會起鼓的設計原理；（3）驗證了起鼓臨界壓力對缺陷的高度敏感性，擴展壓力對缺陷的不敏感性，以及軟管端部條件對起鼓的影響；（4）研究了管內流體流動對起鼓的穩定作用；（5）闡明了管壁局部缺陷對起鼓的影響，以及起鼓解的穩定性；（6）搭建的一整套實驗平台，為今後的後續研究打下了良好的基礎。
