关于空间一般力系六力矩平衡方程

本文提出刚体静力学中为保证六力矩平衡方程的独立性,在选取六根力矩轴时所应遵循的四条基本原则,并用几何法进行论证。最后,概括出两个独立六矩轴的几何模型。     

空间力系平衡方程独立性的讨论

空间力系平衡的充要条件为主矢R和主矩L_0均等于零。对于空间直角坐标系可得到六个独立平衡方程,其中三个为力投影式,三个为力矩式。实际计算时还可采用六个力矩式,或五个力矩式加一个力投影式,或四个力矩式加二个力投影式。要保证这三组平衡方程的独立性,必须加上一些限制条件。文献[1]运用矩阵理论阐述了保证空间力系平衡方程独立性的限制条件。我们认为,还可以更简单地通过平衡方程的线性无关来讨论平衡方程的独立性。为此,本文引进由力矩轴方向余弦以及沿力矩轴作用单位力的力矩系数所组成的行列式,来分析空间力系平衡方程独立性的限制条件。     

关于平面直线族

<正> 一、平面直线的三种坐标平面直线的方程有一般式Ax+By+C=o,斜截式y=kx+b、截距式x/a+y/b=1等,但总起来有一个重要结论:在平面上,两个条件确定一条直线。一条直线l,(除去平行x轴、y轴和通过原点的直线),若将它的方程写成的截距式x/X+y/Y=1,X是直线在x轴上的截距,Y是直线在y轴上的距截,显然这条直线和两个截距之间存在着一一对应关系.因此我们可以将直线l记做l(X,Y),并称横截距X和纵截距Y     

推导四力矩式,五力矩式和六力矩式

本文用较简单的方法推导空间任意力系平衡方程的另外三种形式；四力矩式、五力矩式和六力矩式。     

靜力学中平衡方程的推導与独立性的討論

从力系简化结果出发,用几何的方法证明空间一般力系的六个纯力短轴的静力字平衡方程,并讨论其存在的独立性条件。这些条件从本文证明的过程中,可以看到是很明显的,而且很容易掌握的。特别对於工程实践中应用六个纯力矩轴的方程求解问题,要比投影方程为简捷。同时也着重讨论一下其它类型的平衡方程的形式,最後说明拿力矩方程代替投影方程式的理论根据。并说明其应用之处。     

例说空间解析几何教学中的两个题目

本文简要介绍了在高职数学教学中的两个题目并整理给出了多种解法：化空间直线的一般式方程为直线的点向式方程和参数式方程，整理了三种解法；求通过某个已知点和已知直线的平面方程，给出两种解法，以便读者加深对此类题目的理解。     

基于第二代小波的自适应有限元构造研究

为了有效地实现有限元自适应分析中函数平滑逼近和细节信息的分离，根据提出的第二代小波有限元多分辨分析方法构造了相应的自适应算法．采用第二代小波作为基函数构造了逐级嵌套的有限元逼近空间，并引入消失矩提出有限元求解方程刚度矩阵解耦的条件．函数在低分辨空间的逼近可以通过增加细节空间提升到高分辨空间，通过使刚度矩阵解耦，可以消除低分辨逼近空间和细节空间之间以及不同尺度的细节空间之间的耦合项．通过构造轴力杆的自适应分析，验证了方法的有效性，同时为实现复杂第二代小波自适应有限元分析提供了较好的研究思路、     

横观各向同性矩形板的非经典稳定问题

针对四边简支的横观各向同性矩形板单向受非均匀对称压力作用的稳定问题给出了三维分析方法。首先通过引入位移函数和应力函数，从三维基本方程出发构造了两类相互独立的状态空间方程。其次结合层合近似理论，求解了对应非经典稳定问题的状态空间方程。进而利用子层间的连续条件和矩形板上下表面的自由条件，导出了两类独立的特征方程。     

空间力对轴之矩的平面解法

文章将三视图法引入空间力系中，将空间力对轴之矩转化成平面力对点之矩计算，并结合一个例题介绍了空间力对轴之矩的这种平面解法．使较为抽象的空间力对轴之矩的计算更加直观、容易。     

五自由度虚拟轴机床刚—柔耦合动力学模型

针对一种用于研磨自由曲面的新型虚拟轴机床，建立基于Lagrange方程的空间刚—柔耦合动力学模型。考虑虚拟轴机床整体的刚性运动与各支链弹性变形间的相互作用或耦合，将机床的各个支链和平台看作独立的子结构，建立各自的动力学方程，根据子结构之间的约束关系建立系统约束动力学方程。该方法为虚拟轴机床动力学研究提供了新的思路。     

空间任意力系平衡的充分性判据

本文较简单地得到了空间任意力系平衡的一些充分性判据,並提出了选取各种平衡方程的力矩轴和投影轴的若干方法。     

空间力系平衡方程的转换条件

本文研究了空间力系平衡组在工程问题上应用的三组方程,提出了平衡方程组的基本式与这三组方程之间的转换条件,并给以论证,旨在扩大空间力系平衡方程组的应用。     

公路简支梁桥在车辆荷载作用下的动力响应分析

把车辆和桥梁看作两个分离的子系统,分别应用d’Alembert原理和有限元法建立它们的振动微分方程,通过两个子系统之间的位移协调条件和相互作用力相等的原则将车辆和桥梁的振动微分方程耦合起来.利用有限元软件ansys的二次开发APDL语言编写了求解车桥耦合系统振动微分方程的命令流,以路面随机不平顺为激振源,进行了车桥耦合系统动力响应的计算,研究了路面不平顺及车辆参数对桥梁动力响应的影响.计算结果表明,路面等级、车速、车辆悬架刚度、车辆悬架阻尼对桥梁结构动力响应的影响明显;车重、轮胎阻尼、轮胎刚度的影响次之.     

张紧式系泊桁架式Spar平台纵荡-横荡-垂荡固有运动特性研究

针对深海桁架式Spar平台,考虑三点张紧式系泊定位,研究其纵荡、横荡和垂荡三个自由度的固有运动特性.考虑纤维缆索的材料非线性与几何非线性特性,对缆索力学平衡方程重新推导计算系泊缆索张力与位移的变化关系.采用准静态方法,建立考虑系泊作用的平台耦合系统纵荡、横荡和垂荡运动方程,数值求解平台固有运动特性,并讨论系泊条件对平台自振特性的影响.结果表明,在平台小幅运动下,系泊回复力与位移基本呈线性关系,但随着平台位移的增大,系泊回复力随位移变化开始表现出一定的非线性;系泊条件的改变将会改变平台水平运动的固有频率;系泊系统对垂荡运动的固有特性影响不大.     

空间三弹簧系统的力逆解

对并联机器人机构，若其动平台与固定平台由三弹簧联接，则组成并联机器人空间三弹簧系统。其力逆解即给定作用于上平台上某点的外力，求系统处于静力平衡时的所有构形。建立了力逆解方程组，用连续法求出了全部解，得到了系统处于静力平衡时的全部构形。     

纯余能原理在杆系大变形中的应用

将高玉臣提出的弹性大变形的纯余能原理(即只含有未知的内力分量)用于杆件系统的内力计算.在杆系变形后的位置建立平衡方程,根据节点的平衡条件,将杆系中的某几个未知力用其余未知力表示,此时应用余能原理无需考虑各杆在相邻边界上的力平衡条件,将有条件驻值转化为无条件驻值问题.在算例中假设各杆变形量与内力呈线性关系,即只考虑几何大变形,将算例所得结果与理论值对比可知二者非常接近,故将纯余能原理用于杆系大变形的计算是切实可行的.     

刚架安定分析中基本弹性变形的直接生成

本文通过对描述结构几何构成的数据进行研究，提出了得到结构全部基本弹性变形的三个准则，从而建立了安全分析中虚力法的前处理模块－基本弹性变形生成模块，其特点是不需要复杂的矩阵运算，容易为工程人员掌握与编程，文中说明了由此三个准则所得到的全部有效弹性变形对安全分析建立残余弯矩平衡方程是充分必要的，并给出了由ＦＯＲＴＲＡＮ７７写成的虚力成程序模块。     

柔性预应力索杆钢结构张拉过程跟踪计算方法

柔性的预应力索杆钢结构在张拉过程中，构件同时发生刚体运动和弹性变形，这一问题不能用传统的有限元方法来求解．基于柔性多体系统动力学，建立了一种索杆单元的动力学模型，同时考虑了构件的刚体运动与弹性变形，推导了相应的运动学方程、几何约束方程和动力学控制方程．该方法可以对张拉全过程进行跟踪，找到结构的运动稳定路径和最终的静平衡构形，计算出构件内力的连续变化过程．数值算例表明该方法实用有效，计算精度高．     

地铁隧道开挖对单桩竖向承载力影响分析

隧道开挖会引起周围土层产生位移,使桩基产生附加内力和位移,降低桩身承载力,因此,分析隧道开挖对邻近桩基影响具有非常重要的意义。分三步进行分析,首先采用剪切位移法代入桩基平衡微分方程计算出原始状态下桩身的位移、轴力和桩周摩阻力;然后利用两阶段分析法求解给出隧道开挖对邻近单桩承载力的影响,第一阶段采用Loganathan等提出的解析解计算隧道开挖后引起的桩周土体自由位移;第二阶段基于剪切位移法原理,将土体自由位移施加到桩身,求出隧道开挖引起的桩身附加位移、轴力和摩阻力变化量;最后,将开挖前与开挖引起的桩身轴力和桩周摩阻力进行叠加得开挖后桩身轴力和摩阻力。验算桩身轴力以及摩阻力改变后桩身承载力以及混凝土强度。     

功能梯度材料梁的非线性研究

研究了热/机械载荷作用下几何非线性对功能梯度材料梁的位移及应力的影响。首先根据一阶剪切变形梁理论推导了机械载荷条件下功能梯度材料梁位移和应力的平衡方程,热载荷条件通过求解一维热传导方程即可获得;然后采用解析法和摄动技术两种方法对平衡方程求解,并利用非线性应变-位移关系分析非线性对位移和应力的影响;最后引入算例采用不同方法计算功能梯度材料梁的位移及应力并对比分析。数值计算结果表明,几何非线性对梁的位移和应力的影响是显著的,材料常数和边界条件对梁的非线性弯曲也有一定的影响。这种求解非线性平衡方程解析解的新方法对高阶剪切变形和层理论有一定的指导意义。