Winkler地基对薄圆板的非线性弯曲行为的影响

研究了Winkler地基上圆板在横向载荷作用下的弯曲问题。基于经典板理论,考虑几何方程、物理方程及平衡方程,给出了位移为基本未知量的弹性地基圆板弯曲问题的控制微分方程。采用打靶法数值求解所得非线性边值问题,获得了两种边界下圆板的弯曲变形与无量纲载荷之间的关系曲线,讨论了弹性地基系数对圆板弯曲行为的影响。结果表明:两种边界条件下,弹性地基系数越大,板的弯曲越大;相同弹性地基下,简支板的弯曲变形大于固支板的弯曲变形。     

非线性本构关系下两端固定梁的弯曲变形

基于经典梁理论和非线性本构关系,研究两端固定梁在横向分布载荷作用下的弯曲问题。首先假设材料弹性模量是应变的线性函数,推导了本构关系非线性情况下弯曲问题的基本方程。运用数值方法求解该支承条件下的弯曲问题无量纲方程的数值结果,分析了本构非线性参数和载荷对弯曲变形的影响,将大挠度问题与小挠度问题结果进行了对比。结果表明:对于非线性本构关系材料的梁的弯曲问题,即使在变形较小时也应采用大挠度方程求解。     

热和机械载荷共同作用下Timoshenko夹层梁的非线性分析

在精确考虑轴线伸长和基于一阶横向剪切变形理论的基础上建立Timoshenko夹层梁在热载荷和机械载荷共同作用下的几何非线性控制方程,采用打靶法数值求解所得强非线性2点边值问题,获得了两端不可移简支和两端固定夹层梁在横向非均匀升温和横向均布压力作用下的静态非线性弯曲和过屈曲变形数值解.绘出了梁的变形随载荷参数、材料厚度和长细比等参数变化的特性关系曲线,并分析和讨论了这些参数对平衡路径的影响.     

冲击载荷作用下的结构动态响应

通过圆板在短时强载荷作用下的动态响应分析,用一定的理论分析方法及数值计算来更方便有效的解决工程领域中常遇到的实际问题.根据简支圆板在冲击荷载作用下的动态响应控制方程,通过载荷的等效替换,建立冲击载荷作用下简支圆板的动态响应分析数学模型.考虑一定的边界条件,采用数值计算方法进行数值模拟分析,观察结构上某些关键点的动态响应结果.通过与圆板发生大变形的承载能力对动载情形的最大挠度进行近似估计对比,最终计算结果表明,在不同外部激励作用下,这种计算方法能够满足工程设计要求并有利于工程实际,能对材料安全设计发挥了重要作用.     

横向随动分布载荷作用下悬臂梁的非线性弯曲

基于可伸长梁的大变形理论,建立了悬臂梁受垂直轴线均匀分布非保守载荷作用下的几何非线性静平衡控制方程.这是一个包含7个未知函数的强非线性常微分两点边值问题,其中将变形后的轴线弧长也作为基本未知量之一.采用打靶法和解析延拓法数值求解所得非线性边值问题,获得了数值意义上的精确解,给出了梁的非线性弯曲特征曲线.结果表明,非保守载荷作用下,载荷与各相关物理量呈现明显的非线性性,非保守载荷作用下的载荷变化范围比保守载荷作用下的要大得多.     

功能梯度材料梁结构的稳定性分析

基于一阶剪切变形非线性梁理论,运用物理中面的概念推出功能梯度材料(FGM)梁稳定性问题的基本方程,分析了功能梯度材料梁在面内热荷载作用下的稳定性。分析中假设功能梯度材料性质只沿梁厚度方向、并按成分含量的幂指数形式变化;利用打靶法对所得方程进行数值求解。结果表明,两端夹紧的FGM梁在均匀热载荷或非均匀热荷载作用下时都会发生过屈曲变形。     

应用大挠度薄板功的互等定理求解三边简支一边固定矩形板的挠曲方程

付宝连建立了直角坐标系,建立了有限变形非线性弹性力学的功的互等定理并给出了大挠度弯曲薄板的功的互等定理.应用大挠度弯曲薄板的第二类功的互等定理,求解了在均布载荷作用下三边简支一边固定大挠度弯曲矩形板的挠曲面方程,计算结果表明,该法简单有效.     

变厚度圆板的非线性动态研究——振动分析

按照弹性薄板大挠度理论,得到了变厚度弹性圆薄板大挠度非线性振动以位移分量表达的基本方程。据此,研究了厚度按指数规律变化的圆板在各种边界条件下的非线性振动,得出径向位移解析解、中心挠度的Duffing方程和中心处的应力关系式,并获得了在广泛范围的厚度变化参数下的数值结果。     

周边夹紧圆板在横向激振力作用下的4倍超谐波共振分析

基于von Karman薄板理论及Hamilton原理,得到了横向周期载荷作用下周边不可移夹紧圆板轴对称非线性强迫振动运动方程组,应用Kantorovich时间平均法将运动方程组简化为非线性常微分方程组．通过打靶法得到了4倍超谐波共振数值解,并考察了静载荷、激振力力幅、激振频率以及自振振幅对超谐波共振响应的影响．     

简支边界条件下弹性地基上变截面梁的弯曲变形

采用梁的线性理论分析了弹性地基上的梁随截面厚度或宽度(或材料常数)沿长度变化而引起的弯曲变形,针对厚度按指数函数变化(材料常数按线性函数变化)的情况,用有限差分法计算了变截面梁在周边简支边界条件下的弯曲变形.并给出了丰富的数值结果,结果表明,梁截面的变化参数、弹性地基参数,机械载荷对梁的弯曲变形有显著影响,对工程结构设计提供了参考.     

应用大挠度薄板功的互等定理求解一对边简支一对边自由矩形板的挠曲方程

主要应用大挠度弯曲薄板的第二类功的互等定理,求解在均布载荷作用下一对边简支一对边自由矩形板的挠曲面方程,计算结果表明,大挠度弯曲薄板功的互等定理在解决非线性问题方面简单有效,为求解相关大挠度问题开辟了一个新的途径。     

FGM梁考虑纵向振动的动力学分析

基于Euler-Bernoulli梁理论并且考虑几何非线性和纵向振动的影响,研究了纵向和横向振动的FGM梁非线性动力学问题。假设材料的性质沿梁的厚度方向按幂指函数形式连续变化,利用Hamilton变分原理建立了梁的非线性动力学控制微分方程。采用打靶法对方程进行数值求解,结果表明:横向振动的过程中存在着纵向振动,且纵向振动削弱了横向振动,但其影响较小。在此基础上分析了考虑纵向振动时梯度指数、长细比、载荷等对梁的动力响应特性的影响。     

形状记忆合金悬臂梁变形特性分析

基于梁的弯曲变形理论,建立了形状记忆合金梁的非线性控制方程,研究了拉压不对称系数对悬臂梁在集中载荷作用下的非线性变形的影响,分析得出相变各阶段梁截面应力分布,自由端的挠度以及相边界变化情况。结果显示,拉压不对称系数越大,中性层位移越大且最大值越靠近固定端;拉压不对称系数对受压侧相边界影响大于受拉侧;随着载荷增加,相边界整体向自由端移动且移动越来越慢。     

FGM圆板考虑面内振动的动态响应

为研究考虑面内振动时FGM圆板的动态响应,首先基于经典板理论,同时考虑横向振动和面内振动,并利用Hamilton原理推导出轴对称情况下功能梯度材料圆薄板线性自由振动的控制方程。采用打靶法对无量纲控制方程进行数值求解,并将方程退化为一般均质板,求解其固有频率,得到了与相关文献非常接近的结果。对具体问题的数值结果进行对比分析,结果表明,面内振动会影响FGM圆板振动频率大小,忽略面内振动的影响会过高估计FGM板的频率。     

考虑剪切效应时双模量梁弯曲变形的计算

推导出了双模量梁剪切弹性模量的表达式,采用材料力学原理证明了双模量梁中性轴位置与作用在梁上的横向外载荷无关.在考虑剪切变形的基础上,采用Timoshenko梁理论研究了双模量梁的弯曲变形问题,利用奇异函数得到了双模量梁在横向外载荷作用下的挠曲线通式.以双模量简支梁为例,给出了考虑剪切效应对双模量简支梁弯曲变形影响时的判别式,讨论分析了剪切效应对双模量简支梁弯曲变形的影响.     

充气子午胎的有限变形理论与计算

本文用有限单元方法计算了充气钢丝子午胎的有限位移变形.其中特别考虑了子午面的翘曲问题^[2],用一个称为三维轴对称变形的新型单元成功地模拟了这种特殊的变形模式.另一方面作者也考虑了充气压力载荷的随动性,将这种载荷作用下的变形计算问题归结为一个与变形后轮胎构形有关的非线性方程组求解问题.最后采用了一种特殊的修正Newton迭代法有效地得到了问题的数值解.     

用Chebyshev函数研究双模量梁变形时的解析解

用Chebyshev函数构造双模量梁拉伸区和压缩区的轴向位移函数,然后利用双模量梁横截面剪应力公式确定了拉伸区和压缩区轴向位移函数表达式,再结合位移几何方程得到了双模量梁的弯曲微分方程和弯曲正应力公式.计算分析表明:用Chebyshev函数得到双模量梁变形时的解析解的计算精度很高,利用Chebyshev函数研究复杂载荷作用下的双模量梁弯曲变形时,可以方便得到双模量梁弯曲变形的挠曲线方程,而弹性力学方法却难以求得复杂载荷作用下双模量梁弯曲变形时的挠曲线方程.双模量梁截面的弯矩方向相反梁段的挠曲线是间断的而不是连续的,原因是两梁段弯曲时的中性轴不在同一水平线上.     

基于ABAQUS的钢筋混凝土悬臂梁挠度分析

传统混凝土挠度计算是先通过试验方法测量混凝土弹性模量,再通过弹性模量求解挠度。在试验求解弹性模量过程中,存在费力和难以全面检测等缺点。本文采用ABAQUS建立钢筋混凝土悬臂梁模型,在不同载荷的作用下产生弯曲变形,通过多组数值计算,建立压力和挠度之间的关系方程。本研究可对相关工程提供指导。     

基于ABAQUS的钢筋混凝土悬臂梁挠度分析

传统混凝土挠度计算是先通过试验方法测量混凝土弹性模量,再通过弹性模量求解挠度。在试验求解弹性模量过程中,存在费力和难以全面检测等缺点。本文采用ABAQUS建立钢筋混凝土悬臂梁模型,在不同载荷的作用下产生弯曲变形,通过多组数值计算,建立压力和挠度之间的关系方程。本研究可对相关工程提供指导。     

FGM夹层圆柱壳在扭转载荷作用下的弹性稳定性

用半解析方法研究了两端简支的功能梯度材料夹层圆柱壳在端部扭转载荷作用下的弹性稳定性,考虑圆柱壳的外层由金属材料构成,内层由陶瓷材料构成,中间层为材料性质沿厚度方向以幂函数连续变化的功能梯度材料,并且在界面处的材料性质保持连续．首先,基于Fltigge薄壳理论建立了位移形式的结构静态屈曲控制方程,然后根据边界条件将位移表示为三角级数形式,获得了近似的线性代数特征值问题,最终通过数值方法求得了表征结构失稳特征的临界屈曲载荷．结果表明,屈曲栽荷随半径与厚度比的增加而减小,随FGM层陶瓷组分的增加而增加．