复合材料薄壁杆的动力稳定性

本文利用一种考虑中面剪切的各向异性材料薄壁杆件理论,导出薄壁杆动力稳定性的基本方程.然后利用 Galerkin 方法把这些基本方程组化归一组 Mathi-eu 型方程.最后分别采用无限行列式法和数字法求出在参数平面内的不稳定区域.对两个简单例子的计算结果显示了各材料参数和载荷参数对动力不稳定区域的影响.     

开口薄壁杆的非线性动力稳定性分析

基于弹性薄壁杆的经典理论考虑到拉压,弯曲及扭转的耦合效应,建立了开口薄壁杆的非线性运动控制方程组,应用谐波平衡法。     

变刚度薄壁杆件的动力稳定性

采用有限单元法，研究无阻尼条件下受轴向周期性动力荷载作用的变刚度薄壁杆件动力稳定问题，承受轴向周期性变化外荷载的薄壁杆件，其非线性几何刚度矩阵随着轴向外荷载的变化而改变。因此，所研究的问题在本质上为变刚薄壁杆件的动力稳定性问题。用有限单元离散变刚度薄壁杆件，通过公式变换，将无阻尼条件下变刚度薄壁杆件的振动方程转化为Mathieu方程，应用Matlab程序设计语言编制程序，确定在轴向周期性动力荷载作用下，变刚度薄壁杆件可能发生的相应于弯曲振动，扭转与翘曲耦合振动的动力不稳定区域，并给出相应的结论。     

剪力滞后对开口薄壁杆件侧向稳定的影响

提出一种简单而有足够精度的方法，以探讨开口薄壁杆件中由杆壁中面上的剪应变引起的剪力滞后现象对其侧向稳定的影响。首先建立一个考虑杆件扭转和翘曲，特别是考虑杆壁中面上剪应变的能量方程。这个方程可适用于任意横向荷载、任意边界条件下和任意棱形开口薄壁杆件的侧向稳定分析。利用Ｇａｌｅｒｋｉｎ加权余量法解一些典型的数值例题，并与已知的试验结果和有限单元法的计算结果吻合很好。最后详细讨论了反映剪力滞后现象的杆壁     

复合材料封闭截面薄壁杆变形耦合的消减

针对薄壁截面杆中面内正应力、剪应力耦合的本构方程,适当选择与几何和物性均有关的位移描写,得到基本变形在控制方程中耦合最少。这个模型还给出了截面上自平衡内力的一般描写方法。     

考虑阻尼的变刚度薄壁杆件动力稳定

采用有限单元法，研究有阻尼条件下，受轴向周期性动力荷载作用的变 刚度薄壁杆件动力稳定问题。承受轴向周期性变化外荷载的薄壁杆件，其非线性几何刚度矩阵随着轴向外荷载的变化而改变，即本质为变刚度薄壁杆件的动力稳定性问题。用有限单元法离散变刚度薄壁杆件，通过公式变换，将有阻尼条件下变刚度薄壁杆件的振动方程，转化为Mathieu方程。同时应用Matlab程序，设计语言编制程序求解。通过算例求得变刚度薄壁杆件可能发生的、相应于弯曲振动、扭转与翘曲耦合振动的动力不稳定区域。指出由于薄壁杆件的动力不稳定区域具有连续的激发区域，阻尼的增加并不能绝对地抑制振幅无限增长。对薄壁杆件的共振，以及动力不稳定的参数激发振动进行分析比较，指出它们表现形式虽然有相似之处，却是完全不同的两种振动形式。提出防止薄壁杆件动力不稳定的发生，比防止薄壁杆件的共振更复杂。在许多情况下，通用的减振和隔振方法，对于参数激发振动的动力不稳定是无效的。     

地下冷库中弹性支座杆件的动力稳定性分析

研究了杆件具有弹性支座时直杆的动力稳定性问题,通过推导杆件的临界频率和动力不稳定边界,分析了弹簧刚度和阻尼对杆件动力稳定性的影响,研究表明杆件的侧向刚度愈大其结构的动力稳定性愈好,阻尼对杆的振动起有利作用,并分析了地下低温冷库建筑中杆件具有弹性支座时直杆的动力稳定性问题.     

复合材料四杆机构的稳定性研究

应用小参数法的一次摄动理论,推导了多自由度体系的非线性动力稳定判别准则.通过复合材料构件的四杆机构的实例计算,得到了对应结构呈现不稳定状态的最小荷载值,从而保证了严密的稳定性范围.     

图论在薄壁杆件结构计算中的应用

本文把图论引入薄壁杆件结构计算,建立了薄壁剖面的图模型,从而简洁准确地给出了薄壁剖面拓扑关系的数学描述.在此基础上,导出了计算扇性坐标、Bredt 剪应力流、二次剪应力流及弯曲剪应力流的矩阵方程式,可方便地使用电子计算机求解,避免了在具体计算过程中因判断剖面拓扑关系而引起的困难.     

复合材料薄壁曲面开孔孔形优化设计

复合材料薄壁曲面结构在航空航天领域中获得了广泛的应用。其上存在的冷却孔、减重孔及维修孔会导致结构容易失效。本文提出一种通用复合材料曲面上孔形优化新方法,采用参数映射方法进行曲面结构上的孔形优化,选取孔周曲线上的失效函数值作为优化设计目标。论文比较了椭圆函数描述孔形时Mises、Tsai-Hill及Tsai-Wu三种失效准则、三种不同材料体系对优化结果的影响,最后给出了样条函数描述孔形的算例。     

开洞薄壁杆件侧向稳定

根据能量原理，借助于变分法导出一个考虑薄壁杆件扭转和翘曲变形影响的侧向稳定特征方程。利用Ｇａｌｅｒｋｉｎ加仅余量法计算简支，跨中点荷的开洞薄壁杆件的临界荷载。     

一种精确的薄壁杆单元

构造了一种新的有4个节点，22个自由度薄壁杆单元，其能考虑杆件的翘曲和剪切变形，能精确描述薄壁杆件的纯状态和非均匀扭转，而且适用于任何剖面（开口，闭口和混合剖面），数值算例表明该单元计算精芳高，可用于薄壁杆件结构的静动力分析。     

复合材料薄壁梁的翘曲

将薄壁结构杆件的平衡理论引入复合材料薄壁梁的分析中，来分析复合材料薄壁梁剖面的平面外翘曲规律．针对复合材料叠层对翘曲规律的影响，将复合材料薄壁梁视为叠层壳，用三维实体元对梁剖面的翘曲问题进行研究．数值实验结果证明：材料的叠层对薄壁梁截面翘曲影响不大，平衡理论可在复合材料薄壁结构中应用．     

开口薄壁截面圆弧拱空间动力稳定性分析

通过能量法和Hamilton原理,建立了径向均布周期荷载作用下开口薄壁截面圆弧拱动力稳定偏微分方程。利用Galerkin方法将其转化为二阶常微分Mathieu-Hill型参数振动方程。求得周期解所包围的动力不稳定区域。探讨了开口截面圆弧拱发生空间参数振动的动力稳定性问题。分析了恒载系数、圆弧半径以及圆心角等参数对空间动力不稳定区域的影响,为工程结构动力设计提供参考依据。     

初弯曲对杆件动力性能的影响

采用弹性稳定理论。初步探讨了初弯曲和偏心对杆件动力性能的影响问题，算例表明，随着杆件初弯曲的增大，其振幅值随随之成比例，增大，而其动力稳定性随之降低，根据分析结果，提出了实际工程中减少或防止杆件初始缺陷的具体措施。     

薄壁梁轴向碰撞下的动力弹性分析

对薄壁梁的轴向碰撞问题进行了理论分析．考虑具有非对称断面和弯曲初始缺陷的薄壁梁受质量轴向对心碰撞的情形，计及弯扭耦合、轴向惯性、横向惯性和扭转惯性的影响，建立了薄壁梁轴向碰撞下的动力学方程式．采用有限差分的方法对控制微分方程进行了求解．以槽形断面薄壁梁为例进行了算例计算和分析．分析中考虑梁的动力弹性屈曲问题，并对初始缺陷和碰撞速度的影响进行了讨论，得出了有意义的结论．     

有限元法研究闭口薄壁杆件约束扭转

基于乌曼斯基薄壁杆件约束扭转理论,利用刚性周边假定建立了闭口薄壁杆件约束扭转分析的一维离散有限元方法.同时利用ANSYS大型有限元软件作对比研究,分析了薄壁箱型梁的截跨比、截面相对厚度等几何特征参数对箱梁扭转变形的影响,并发现这两个参数的取值上限可以从0.1分别扩大到0.15和0.24.算例显示:一维有限元法不仅保持了很好的计算精度,而且计算模型更加简单、离散未知量大大降低.     

杆系钢结构非线性动力稳定性识别与判定准则

首先对当前结构动力稳定性的研究状况和已有的判定准则进行了回顾 ,然后给出了具有几何非线性的杆系钢结构在任意动力荷载 (如地震荷载等 )作用下的动力稳定性判定方法和准则 ,并通过动力稳定性分析算例对所提出的准则进行了验证     

正交实验法薄壁压杆截面稳定性的优化

针对薄壁结构在工程中失稳破坏的问题,采用ANSYS软件对薄壁压杆双重非线性稳定进行分析,以薄壁压杆工字形截面尺寸为稳定极限载荷的影响因子,通过正交实验方法设计实验,得到了各个因子影响的显著性。翼缘宽度对稳定极限载荷的影响最大,翼缘厚度次之。最后依据多元线性回归原理建立了薄壁压杆稳定数学模型并对截面进行了优化设计,稳定极限载荷提高了30%。