弹性半空间上正交各向异性矩形板的弯曲

文中基于弹性半空间静力问题的Boussinesq解,用链杆法分析了弹性半空间上正交各向异性矩形板的弯曲问题;推导了问题的控制方程组,将弹性半空间地基与正交各向异性矩形板的相互作用问题转化代数方程组的求解问题。文中算例表明,链杆法可以用来分析复杂地基与基础接触问题。     

非均匀Winkler-Pasternak弹性地基上正交各向异性矩形板自由振动的DTM分析

基于经典薄板理论和力的平衡关系,建立非均匀Winkler-Pasternak弹性地基上正交各向异性矩形板自由振动的控制微分方程并进行无量纲化.采用微分变换法(DTM)将无量纲控制微分方程及其边界条件变换为等价的代数方程,得到含有无量纲固有频率的特征方程,数值研究4种不同边界正交各向异性矩形板自由振动前四阶无量纲固有频率特性.其数值结果退化为无地基正交各向异性矩形板、均匀Winkler弹性地基正交各向异性矩形板和均匀Winkler-Pasternak弹性地基正交各向异性矩形板情形,并与已有的精确解和级数解进行对比,表明DTM具有非常高的精度和很强的适用性.分析不同边界条件下地基变化参数和矩形板长宽比对正交各向异性矩形板自振频率的影响,并给出了Winkler-Pasternak弹性地基上对边固定对边简支正交各向异性矩形板的前四阶振型.     

弹性半空间地基上正交异性矩形中厚板的弯曲

为了分析弹性半空间地基上正交异性矩形中厚板的弯曲解析解,将3个广义位移变量描述的弹性半空间地基上四边自由正交各向异性矩形中厚板的弯曲控制方程,与基于弹性半空间地基受任意竖向荷载作用下的静力位移积分解建立的板与地基变形协调方程相结合,用三角级数法,得出弹性半空间地基上四边自由正交异性矩形中厚板受任意竖向荷载作用下的弯曲解析解,即得出了地基反力、板的挠度及板的内力的解析表达式。研究结果表明,该方法克服了数值法的弊端,取消了Winkler地基模型或双参数地基模型的假设,从而得到板的内力及地基反力更合理、更精确的分布规律。     

半空间地基与正交异性矩形中厚板相互作用解析解

将3个广义位移变量描述的正交各向异性矩形中厚板的控制方程,与基于弹性半空间地基受任意竖向荷载作用的位移积分解建立的板与地基变形协调方程相结合,用三角级数法,得出弹性半空间地基上四边自由正交异性矩形中厚板受任意竖向荷载作用的解析解.用该方法对算例进行计算,并将其数值结果与文献结果进行对比,发现吻合良好,说明了该方法的有效性.     

弹性基础板的有限单元-链杆解法

本文建议了一种有效的半空间弹性地基上基础板的求解方法.此法采用了有限单元法和链杆法的技巧,用有限单元法求板的位移,用链杆法求地基间的接触反力.由于利用了两种方法的优点,使问题的规模减小,而计算效率则显著提高.     

正交各向异性连续矩形板的平衡、稳定与振动

各向异性连续矩形板是常用的一种工程结构。例如在钢筋混凝土房屋建筑物中,楼板部份即是由交叉梁支持的连续矩形板构成的,在船舶构造中亦广泛应用着腰合的连续矩形板。在分析应力时,常应用迦遼金由各向同性连续矩形板所导出的理论,但其结果与实际情况很有出入,因为当在板的不同方向具有不同弹性性质时应力的分布即受到影响,本文提供一种考虑材料各向异性性质的计算方法。其所得结果较用古典的迦遼金理论当更接近实际情况 本文包括下列诸部分： （１）在垂直于板面的荷载作用下正交各向异性连续矩形板的弯曲; （２）在板平面内有张力及垂直于板面的载荷共同作用下的正交各向异性连续矩形板的弯曲; （３）在板平面内有压力及垂直于板的荷重共同作用下的正交各向异性连续矩形板的弯曲; （４）在弹性地基上的正交各向异性连续矩形板的弯曲; （５）正交各向异性连续矩形板的稳定; （６）正交各向异性连续矩形板的振动, 对于前四部份,本文作者得出了三弯矩方程式。文中并列举了数字例子。     

弹性地基上正交各向异性板的低速冲击响应

为了研究弹性地基上钢筋混凝土板在冲击荷载作用下的应力及位移特征,文中以弹性地基与正交各向异性板的接触作用为分析模型,采用显式有限元方法建立了弹性地基与四边自由的正交各向异性板冲击作用的分析模型,计算了弹性地基和正交各向异性弹性板的应力场及位移场。数值模拟结果表明:四边自由的正交各向异性板在冲击荷载作用下其底部受拉,顶部受压,其应力分布特征与薄板弯曲的应力分布特征相近,板中最大应力对称出现在距板底中央的1/3处;地基沉降主要出现在与板接触的有限区域内,且发生在距地基表面的0. 0～1. 2 m深度范围内。本文的计算结果可为评估弹性地基及正交各向异性板在冲击荷载作用下的安全性提供计算依据。     

初始几何不平度对板的振动频率的影响

以航空等工业领域用板因制造因素所造成的初始横向小变形为背景，抽象出了初始几何不平整矩形正交各向异性板的力学模型。从理论和实验的角度研究了在四边均为简支时正交各向异性弹性薄板因初始不平整度对振动频率造成的影响。     

考虑地基水平变形的弹性基础板有限元分析

用任意四边形板单元离散弹性基础板,将基础板按平面问题加薄板弯曲问题进行描述．假设地基与板之间在板单元中心处通过链杆连接,且各链杆作用在地基表面上的力均匀分布在与板相对应的地基表面单元上．用高斯积分法建立了各链杆处的位移与所有地基反力(包括垂直方向和水平方向)之间的关系式,并对该式求逆获得了地基的柔度矩阵．在此基础上根据板与地基之间的位移协调条件和静力平衡条件建立了考虑板与地基相互作用以板的节点位移为未知量的有限元方程．通过算例说明了考虑地基水平变形对地基反力的影响,并验证了计算方法的正确性。     

用链杆法计算基础板

本文是将苏联Б、Н、热莫契金教授所创的链杆法,用来计算半无限大理想弹性地基下的基础板。导出链杆法的计算公式。只要利用文献制成的矩形板(μ=1/6)中心点被固定(或四角点被简支)在荷载作用下的挠度表和文献制成的地基沉陷表,查表算出法方程式的系数矩阵和荷载列阵,在微机上解线性代数方程组,就可以得到成果。通过正方形板的算例,表明了用7×7网格算出的内力值,已达到工程上所要求的精确度。     

层状半空间地基上刚性圆板的垂直振动

用层状模型模拟地基沿深度方向的非均质性，研究了非均质半空间上圆形刚性基础的垂直振动问题。用Ｈａｎｋｅｌ变换及传递矩阵方法得出层状半空间表面位移的Ｈａｎｋｅｌ变换式。按弹性力学混合边值问题建立层状半空间上刚性圆板垂直振动的对偶积分方程，并化为线性代数方程组求解。     

桩、土、刚性承台相互作用下桩基内力计算新方法

针对港口工程中广泛使用的桩基础在波浪力及荷载作用下与高桩刚性承台和土共同工作的问题,提出较为有效、合理的计算方法.首先以杆系有限元方法为基础,将承台模拟成一根竖直刚性梁,将桩基模拟成线弹性梁,以承台与桩基相连的节点作为主节点,桩基与承台相连的节点为从节点,推导出了刚性承台和桩基的单元刚度方程;其次,桩基与土的相互作用按弹性桩的线性地基反力假设法中的m法计算,推导出了桩土相互作用下桩基单元刚度方程;最后,将波浪力等效成相应桩基单元上的节点荷载,并编写相应的有限元程序(FEPPRC).算例表明:所提出的在波浪力及其他荷载共同作用下考虑桩土相互作用的刚性承台桩基内力计算新方法是可靠的.     

土与隔震结构共同作用的随机地震反应分析

采用子结构法,把地基土视为置刚性基础于其上的匀质、各向同性的粘弹性半空间,用Bouc-Wen光滑型滞变恢复力模型来模拟隔震层的弹塑性,上部结构采用剪切型结构模型建立土-结构动力相互作用的隔震结构非线性运动方程;利用状态空间法,将地震波以功率谱密度的形式输入,通过随机等效线性化获得隔震结构反应的统计值.分析表明,基于刚性地基假定的隔震结构设计并不总是保守的,地基土的类型和隔震结构的隔震度都在一定范围内对结构地震反应有显著影响.     

弹性地基上自由边矩形板的弯曲

本文采用有限傅里叶余弦变换法,建立了求解四边自由基础板的典型方程组.应用拉氏变换,给出六种特殊荷载作用下常微分方程式的特解,从而可以求出它们所对应的弯曲问题的精确解.文中给出两个算例.应用本文提供的方法,可以计算一些工程结构问题,例如水闸底板等.     

静刚性分布的动力荷载下半空间的动力响应

对静刚性分布的动力荷载作用下均质弹性半空间的位移进行研究，用Ｃａｇｎｉａｒｄ－ＤｅＨｏｏｐ方法首次求出了空间轴线上各点垂直位移的精确解析表达式，由于刚体与半空间的动态接触问题的接触应力可近似静刚性分布，所以得的解答对工程实践具有一定的意义。     

基于承载板试验的双参数地基基床系数的获取方法和试验研究

基于Pasternak地基模型的基本理论,利用能量法建立双参数地基-刚性板系统的能量方程;根据最小势能原理,建立双参数地基基床系数、承载板尺寸、荷载和沉降变形之间的关系式.基于此关系式和已有基床系数确定规则,通过不同尺寸承载板的荷载试验,可以建立以双参数地基基床系数为未知数的方程组,从而解得双参数地基基床系数表达式.通过4块不同形状和尺寸刚性板(直径0.3m、0.6m圆板和边长0.54m、0.71m方板)的实测试验获取实际场地下砂性地基土的双参数基床系数值,验证了上述方法的可行性;结合基础沉降和相邻基础相互影响的算例说明了双参数地基的工程意义;结合已有研究成果给出了不同状态的黏性土和砂性土的双参数基床系数的建议值.本文方法为双参数地基模型的推广及工程应用提供一定的借鉴与参考.     

残值法在弹性地基梁板分析中的应用

利用滑动最小二乘法构造近似函数，并以此作为加权残值法中的试函数；提出了构成该试函数中的基函数和权函数的选取原则；分析了形函数的特性；对试函数拟合原函数的效果进行了分析，进而提出了权函数及相应的影响半径的取值。采用配点法对Winkler地基和弹性半空间地基上的梁和板进行了数值计算，并与理论结果或其它数值方法进行了对比，采用总残值进行判断数值结果的准确度。结果表明，该试函数适用于多种边值问题，且精度较高。     

状态空间精细法计算弹性地基板的动力响应

采用状态空间精细法计算弹性地基板的动力响应量。对空间域采用有限元计算，对时间域采用状态空间精细法。在计算过程中，不解线性方程组，直接进行精细迭代计算，程序简单，效率高。给出２个数值算例，对数值结果与直接积分法进行了比较，其计算结果比较接近。     

具有模糊弹性连接的杆系结构有限元方法

杆系结构各单元在节点处的连接状态往往是介于刚接和铰接之间的某种弹性连接状态。作者推导了具有转动弹性连接的杆单元刚度矩阵和荷载转移矩阵,其中考虑了横向切效应。     

限制失稳杆的后屈曲分析

按照不同的接触状态对杆的后屈曲性能分阶段分析.将任意两相邻接触点之间的杆分别作为研究对象.基于小变形假设,采用点接触、线接触模型,建立了通用的力学分析模型,导出了杆在不同后屈曲模态、不同接触状态下的平衡方程.通过求解平衡方程,建立了不同屈曲模态下,轴向载荷和杆、限制失稳构件之间接触状态的关系,得到了接触状态和后屈曲模态发生过渡的临界载荷条件.结果表明,当不同分段的长度相等时,将会发生后屈曲模态的过渡.与不受约束的欧拉失稳相比,杆的限制失稳过程具有丰富的分叉点.