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.     

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.     

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.     

TT管节点在轴向压力下的极限载荷分析

用三维20结点固体单元,对TT节点在支管端部承受轴向压力作用下所能承受的极限载荷进行了数值模拟.将结构有限元网格划分为不同区域,每个区域的网格独立产生,通过合并形成整个结构的有限元网格.使用ABAQUS软件分析了TT节点在支管端部承受轴向载荷的变形及与外部载荷之间的关系,得到了不同参数影响下的TT节点极限载荷.     

半刚性连接钢框架的塑性铰法分析

在众多的钢框架连接模型中,基于较适合结构分析的3参数力学模型,模拟了半刚性连接梁柱节点的弯矩—转角性能.从有限变形理论和虚功原理出发,详细地推导了半刚接梁单元在集中荷载作用下固端弯矩的计算公式与总刚度方程.在此基础上,考虑了半刚接钢框架的几何非线性和连接柔性的影响,利用杆件有限元方法进行实例验证,对刚接框架与半刚接框架的内力进行对比分析,结果表明计算方法可靠,对工程设计具有一定的参考价值.     

二维浅水波方程的非结构网格ENO型有限体积法

考虑二维浅水波方程及其离散方法,对二维非结构三角形网格给出了ENO型有限体积法,主要思想是在每一个单元上对各物理量构造线性插值多项式,再选择不同的数值流函数,得到两种复合型有限体积格式,时间离散采用二阶Runge-Kutta方法.对二维溃坝问题进行数值模拟,结果表明,这两种格式精度高且稳定.     

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.     

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.     

起重船波浪载荷直接计算方法研究

起重船波浪载荷直接计算大致包括频率响应函数(RAO)计算、作业工况载荷短期预报、调遣工况载荷长期预报、设计波参数确定等内容。通过DNV GL SESAM HydroD软件,建立波浪载荷直接计算所用的计算模型,在进行整船强度分析时,将对应于设计波浪向和频率波浪诱导压力以及惯性力的实部与虚部,分别施加到有限元模型进行有限元求解,进而得到单元应力响应函数(RAO)。     

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.     

弹性薄膜的非线性轴对称变形

基于非线性弹性大变形理论,研究了一圆环状弹性薄膜的轴对称面外大变形.在未发生变形的参考构形下,平直圆环状薄膜的内边界连接一个圆盘,将薄膜的外边界固定在刚性的圆环上.当圆盘上作用一个竖直向下的外加载荷时,薄膜经历面外大变形后形成轴对称的形状.结合状态平衡和热力学,推导得到了描述薄膜经历面外大变形的控制方程,控制方程的求解采用了打靶法.计算结果表明,薄膜的变形场是非常不均匀的,这意味着薄膜在工作时材料的利用率较低,造成了材料的浪费.     

基于Matlab的沥青路面力学响应分析

本文针对沥青路面结构力学响应问题,从基本理论出发,构建数学模型,利用有限单元法和有限差分法对结构控制方程进行离散化。根据离散方程基于Matlab编制相应的有限单元算法程序,实现了模型可视化。通过以车辆荷载作用下路面力学响应分析为实例,说明了本文计算程序的合理性,可以用于此类问题的研究。     

有侧移钢框架考虑剪切变形的计算长度系数

通过建立有侧移半刚接钢框架计算模型,推导出了有侧移半刚接钢框架柱考虑剪切变形影响的稳定方程和计算长度系数μ值的计算公式.通过与刚性连接钢框架计算结果进行对比,得出考虑剪切变形对柱计算长度系数有显著影响,二者最大相差29.22%.2层柱计算长度系数增大幅度较之其他2层要大,说明考虑剪切变形影响最显著的是第2层.     

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.     

隧道围岩与支护结构间的相互作用

结合某高速公路隧道施工,利用黏弹性理论,对隧道-初期支护与二次衬砌之间的相互作用进行了研究,并对载荷释放与围岩-支护结构受力进行了计算分析.首先,利用线性黏弹性理论,导出了圆形隧道施工中隧道-初期支护和二次衬砌中应力和位移解析表达式.然后,利用变形协调条件,导出了隧道-初期支护和二次衬砌间相互作用力和释放荷载分担系数.结果表明,若将流体模型模拟围岩,二次衬砌要承担所有围岩压力,若用固体模型模拟围岩,二次衬砌只要承担部分围岩压力.最后,将围岩视为Poyting-Thomson三参数固体,二次衬砌视为弹性体,对载荷释放与围岩-支护结构的变形与受力进行了计算分析,给出了不同荷载分担比下二次衬砌的变形与受力,为隧道施工与设计提供参考.     

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。     

大位移井摩阻计算研究

在大位移井中,套管能否顺利下入是所面临的技术难题之一。本文采用套管柱软绳修正模型,建立三维空间套管柱摩擦阻力计算模型。在考虑水平段添加扶正器产生的支反力的基础上,将套管柱分成微小单元段进行迭代求解,并编写相应的计算程序。该程序可以计算出套管在下入过程中各测点井深处考虑摩擦阻力的大钩载荷,预测套管在所设计的轨道中能否顺利下入。     

剪切变形对半刚接柱计算长度系数的影响

在考虑剪切变形半刚接钢框架柱计算长度系数修正的基础上,改变端板连接钢框架的截面厚度,得出随着端板厚度的增大柱计算长度系数不断减小的结论.通过算例可知端板厚度12mm与50mm的变化幅度内计算长度系数差值高达37.02%;与刚性连接钢框架计算结果对比,得出考虑剪切变形对柱计算长度系数有显著影响,二者最大相差66.78%.根据剪切变形的计算长度系数变化规律,拟合出相应的曲线,为工程结构设计提供了参考.     

有限交换环上CHEVALLEY群的阶

设Ｒ是一个含单元元的有限交换环，Ｇ是由一个连通复单李群及其一个忠实表示确定的Ｃｈｅｖａｌｌｒｙ－Ｄｅｍａｚｕｒｅ群根形，Ｇ（Ｒ）是环Ｒ上的Ｃｈｅｖａｌｌｅｙ群，本文的目的是计算了有限群Ｇ（Ｒ）的阶。     

金属材料热变形量的精确测定

分析了温度升高时材料产生热膨胀的同时伴随着力变形的变化,在精确测定材料的热变形时,必须考虑这种力变形的变化.文中还提出了零件热变形系数的概念,并讨论了零件热变形系数与材料热膨胀系数的关系.