基于Sobol法的复合材料加筋板结构参数灵敏度

复合材料广泛应用于航空航天领域,其可靠性、稳定性及承载能力等对于航空设备尤为重要.以复合材料加筋板作为研究对象,对其材料属性和几何参数进行灵敏度分析.首先,基于ABAQUS软件建立复合材料加筋板的有限元模型,对轴向压缩载荷下的屈曲载荷进行了研究;其次,针对加筋板结构的复杂性,基于Kriging方法的代理模型建立复合材料加筋板屈曲载荷与材料属性和几何参数之间的函数关系;最后,采用Sobol全局灵敏度分析法求解复合材料加筋板材料属性和几何参数的灵敏度.研究结果为复合材料加筋板可靠性设计提供指导.     

带约束屈曲支撑的混合结构整体协同工作性能研究

针对混合结构中下部框架结构强弱轴方向的侧向刚度差别,对约束屈曲支撑采用不同的布置方案.选择位移比和周期比作为该结构体系整体协同工作的参数,将考虑上部网架的混合结构体系整体协同工作性能进行罕遇地震下的时程分析.结果表明:双向布置的约束屈曲支撑能够明显改变位移比和周期比,提升结构体系的抗震性能,对混合结构整体协同工作性能贡献最大.     

超静定细长弹性杆在面内温度载荷作用下的稳定性问题

基于材料力学的基本理论,得到了梁发生纵横弯曲时的挠曲线近似微分方程,通过讨论非零解的存在性,研究了具有三个支座的超静定细长弹性杆在面内温度载荷作用下的稳定性问题,得到了三支座弹性杆的发生屈曲的控制方程,通过数值计算给出了临界载荷随中间支座位置变化的关系,以及中间支座为弹性支座时,其弹性系数同临界载荷的关系,研究表明：对于两端铰支的梁,中间支座位于梁长的正中时,临界载荷最大,梁的稳定性最好;而中间支座的弹性系数愈大,梁的稳定性愈好。     

弹性浅拱的非线性动力屈曲

采用非线性动力学方法探索了跌落冲击弹性浅拱的动力跳跃屈曲问题.由哈密顿原理得到结构的非线性动力平衡方程,同时采用单模态和双模态两种模态形式进行分析,并通过伽辽金方法得到结构响应的控制方程.文中讨论了系统平衡点的特性,研究了系统的吸引子及其吸引域等稳定性问题.数值结果表明:双模态分析法较单模态分析法精确;在某些情况下,单模态分析无法给出正确的屈曲临界条件和系统动力响应.另外,拱的初始位形变化对跳跃屈曲的临界条件影响显著,高拱具有更高的屈曲承载力.     

地震发震大尺度结构

 一次大地震发生前,地震活动在其未来震中区近处,常会表现平静。但着眼于全球大尺度规模,则可观测到颇具特色的地震活动性图像。较为普遍出现的图像是直线型与圆弧型,以及构成这些图像的主要地震事件的等间距性。本文认为大地震发震结构可以具有全球规模的大尺度,这些地震发震大尺度结构主控着大地震发震的短临进程,对认识地震成因机制具有重要意义。同时文中还给出中国近年发生的数次大震（1976唐山M7.8;2001昆仑山口西M8.1;2008汶川M8.0）前呈现的地震发震大尺度结构,很明显它们具有一定的预测意义。     

膜结构褶皱有限元分析

借助Fortran程序语言,对膜单元采用三节点九自由度的空间三角形单元,考虑初始预应力形成切线刚度矩阵,对膜结构进行几何非线性分析.依据张力场理论,针对膜材不抗压的特点,改进褶皱区域单元的本构关系矩阵,修改单元刚度矩阵,给出单元出现褶皱情况.验算平面矩形膜弯曲模型,说明了程序的可靠性.     

多壁碳纳米管压缩与弯曲时屈曲的ANSYS模拟

壳模型是研究碳纳米管力学行为时广泛采用的模型,但模型的等效厚度与碳管的物理厚度差别较大,长期存在争议.特别是当壳模型用于多壁碳纳米管分析时,层间作用需要额外考虑.提出碳纳米管的三明治式连续介质模型,用三层连续介质模拟一层碳管：内层模拟层内σ-键,两外侧层模拟层间范德华作用和π-键.该模型可直接利用有限元方法分析多壁碳纳米管的力学行为,且与已有分子动力学等计算结果比较,表明了该模型的有效性.     

大地震时空窗口研究

 依据《地震应可预测》一书收录的自中国初建电信传输台网以来,涉及近半个世纪的地震活动性图像,震级跨度自M3.0—M4.0级中强震至M8.0级大震,着眼于地震大尺度的观点,将中国地震的活动性图像置于全球地震活动框架中进行分析研究。认识到大地震不是任何地方都能发生的,大地震不是任何时间都能发生的,大地震有其特定的时空结构。条环交会、差异活动和深震与天外来客事件等是制约发震时空窗口的主要因素。条带与圆环的交会基本上有三种类型：条带与条带、圆环与圆环以及条带与圆环。研究了空区的特征形态,认为似用屈曲传递动力的组合环节以解释可能更为合适。因之重点应着眼于对其两者(活跃与平静)的差异性组合。鉴于大地震发震时刻窗口经常处在天外来客的节点上,因之我们尚需关注那些非随机的天外来客事件。本文阐述了制约发震时空窗口的诸多因素,这些因素也已在2011年3月11日M9.0东北日本大地震观测中得到了印证。     

轴压套管构件的理论和试验分析及设计

针对轴压套管构件,分析了柔性套筒约束下内核的变形过程,提出了套管构件的设计公式、相关构造和内核的轴力-轴向位移非线性计算模型.理论与试验的对比研究表明：当内核与套筒的刚度比小于0.005时,内核可以由低阶屈曲模态变形到高阶屈曲模态;当内核与套筒的刚度比大于0.005时,内核将与套筒一起发生侧向失稳破坏.套筒较刚、内核长细比较小、内核-套筒净间隙较大,不利于显著提高内核的轴压承载力．内核外伸套筒部位是薄弱部位,为避免该部位的屈曲,需要减小该部位的长度,并对该薄弱部位予以加强.与传统圆钢管相比,套管构件中轴压内核的承载力有大幅度提高,同时内核的延性有较大改善.     

哈密顿体系下的弹性圆板热屈曲问题

以工程中由于温度引起的结构屈曲为研究背景,以最基本的结构之一的圆板热屈曲问题为研究对象,建立了由于温度引起的弹性圆板屈曲问题的哈密顿体系.在辛体系下将临界温度和屈曲模态归结为辛本征值和本征向量问题,印每一个辛本征值和本征向量对应一个临界温度和屈曲模态.这种辛方法克服了传统振型函数方法的局限性,并可直接得到轴对称和非轴对称的屈曲模态.本征解空间的完备性确保可得到所有的临界温度和对应的屈曲模态.数值结果显示了临界温度的变化规律和屈曲模态的特点.这种辛方法也为求解其他问题提供了一条路径.