基于恒等变换的单摆振动解析逼近

应用修正的谐波平衡法构造了单摆大幅振动的解析逼近周期和周期解.通过引入三角变换或反三角变换将单摆振动方程恒等变形为关于新变量的Duffing方程或其他易于处理的非线性振动方程,利用牛顿谐波平衡法构造了单摆振动的解析逼近解.给出的解析逼近周期及周期解简单易用,几乎在振幅(初始摆角)的全部取值范围内,都有很高的逼近精度.     

纵横向载荷作用下经典梁非线性静态响应的精确解

导出了纵横向载荷作用下,梁非线性静态问题的精确解.利用非线性经典梁理论,推导出梁非线性静态问题的基本方程,得到的控制方程是一个关于挠度的非线性积分-微分方程.直接求解该方程,得到梁非线性静态变形闭合形式的解,这个解显式地给出梁的变形与外载荷之间的非线性关系.为考察载荷以及边界条件的影响,根据得到的解析解给出一些数值算例,并讨论梁不同阶屈曲模态下非线性静态响应的一些性质.结果表明:对应于参数λ的不同取值区间,梁的轴向载荷-挠度曲线有不同的解支;对应于参数λ的同一取值区间,梁分别对应两个不同的屈曲模态.     

用椭圆积分法求解轴线可伸长梁的弹性曲线

基于轴线可伸长梁(杆)的几何非线性控制方程,采用椭圆积分法推导出了两端简支梁过屈曲状态的解析解,给出了更为精确的载荷 变形特征关系.其中反映了梁的长细比对过屈曲变形的影响.结果表明,当长细比趋近于无穷大时轴线不可伸长假设才精确成立.     

第一类椭园积分在力学中的应用

利用特殊函数公式,得到第一类全椭园积分在ρ→１时的近似展开,然后将近似展开式应用于屈曲杆问题,得到求解屈曲杆最大挠度的近似计算公式,该公式优于已有的求屈曲杆最大挠度的近似公式。     

屈曲杆最大挠度的椭园积分模数变换求解法

利用超几何函数 ,得到第一类全椭园积分在 ρ2 → 1时的近似展开公式 ,之后将得到的近似公式应用于屈曲杆问题 ,得到了杆端转角大于 90°时屈曲杆最大挠度的近似计算公式 ,再应用椭园积分模数变换 ,得到杆端转角小于 90°是屈曲杆最大挠度的近似计算公式 ,该公式的精度比已有的求解屈曲杆最大挠度的近似公式的精度高     

第一类椭圆积分在力学中的应用

利用特殊函数公式,得到第一类全椭园积分在ρ→１时的近似展开,然后将近似展开式应用于屈曲杆问题,得到求解屈曲杆最大挠度的近似计算公式,该公式优于已有的求屈曲杆最大挠度的近似公式。     

对称正交铺层剪切圆柱壳在外压作用下的屈曲和后屈曲

给出了对称正交铺层剪切圆柱壳广义大挠度Ｄｏｎｎｅｌ方程．采用位移型摄动技术构造出计及横向剪切圆柱壳的屈曲和后屈曲渐近级数解,运用奇异摄动技术研究了圆柱壳两端部狭窄区内的边界层效应,并构造了与边界条件匹配的边界层一致有效渐近解．应用获得的当前解计算了在侧向外压作用下三层正交铺设圆柱壳的屈曲载荷并与实验值作了比较,两者十分接近．讨论了Ｂａｔｄｏｒｆ数和初始几何缺陷对圆柱壳屈曲与后屈曲性态的影响．给出的载荷－挠度关系式表明,对称正交铺层剪切圆柱壳的初始后屈曲具有弱稳定分支点．     

压杆大挠度问题的单摆比拟

根据压杆大挠度与单摆运动两问题微分方程及边界条件的相似性,提出了求压杆大挠度精确微分方程近似解的单摆比拟方法:计算表明,所得一阶近似解具有较高精度,并给出了一个具有高精度计算最大挠度的经验公式。     

热环境中功能梯度材料Euler梁的自由振动

研究功能梯度材料Euler梁在温度场作用下的屈曲和自由振动行为.在精确考虑轴线伸长基础上,建立功能梯度Euler梁在热载荷作用下的几何非线性控制方程.将控制方程的响应分解为热过屈曲静态解和振动解两部分,得到功能梯度材料梁在热过屈曲构型附近小振幅线性自由振动的微分方程.其中,假设功能梯度的材料性质沿厚度方向按照幂函数连续变化,采用打靶法数值求解所得强非线性边值问题,获得在横向升温场内两端固定Euler梁的热过屈曲平衡路径以及前三阶固有频率的数值解.分析和讨论梁的材料梯度参数、温度场分布参数等因素对过屈曲变形和振动响应的影响.     

组合压杆大挠度屈曲分析

以大挠度理论为基础,考虑剪切变形的影响,对压杆的稳定性进行了分析,推导得出了组合压杆屈曲后的挠度与荷载关系的函数表达式.通过算例,说明利用该公式不仅能描述压杆屈曲后挠度曲线的形状,而且还能给出压杆屈曲后挠度值的大小,从而为精确分析压杆的极限承载力,提供了一种理论分析的方法.     

复合材料压杆的冲击屈曲

考虑剪切变形效应的复合材料层合压杆一端固定，而另一端以某一速度运动时的冲击屈曲．控制方程由有限差分法进行求解，并由Ｂ－Ｒ运动准则确定临界缩短量．分析了初始挠度、冲击速度、耦合刚度等因素对临界轴向缩短量的影响．     

具初始缺陷两端扭转弹性约束压杆的蠕变屈曲分析

采用夹层模型．对具初始缺陷扭转弹性支承压杆的稳定性及非线性蠕变屈曲进行了系统的研究，得到了端点弯矩、压杆挠度及蠕变发展方程。讨论了不同边界条件、初始缺陷及载荷对压杆蠕变屈曲的影响。     

无限长预应力弹性地基梁后屈曲问题的数值解

基于无限长预应力弹性地基梁的积 微分方程控制方程, 通过引进新变量将其扩展成微分方程组, 再利用打靶法求解该扩展系统进而得到该问题的数值解. 结果表明： 后屈曲载荷与后屈曲挠度曲线都依赖于梁挠度为零点的正斜率; 而后屈曲波长不随此斜率的增加而变化.     

基桩屈曲问题的大挠度摄动解

基于温克尔地基模型,采用能量法建立了两端铰支完全入土桩的大挠度微分方程.假设其挠曲函数及桩头荷载为摄动参数的幂级数展开式,采用二次摄动方法将非线性大挠度微分方程化为一系列线性摄动方程求解.在求得大挠度渐近解的基础上,通过摄动参数转换,得到以桩身挠度为摄动参数的后屈曲平衡路径高阶渐近解.最后,利用本文解答分析了桩长、地基土弹簧刚度、桩身抗弯刚度等因素对基桩临界荷载值及其后屈曲平衡路径的影响.结果表明,基桩屈曲临界荷载随桩土刚度比增大而提高,且较小的桩土刚度比对后屈曲平衡路径的稳定较为有利.     

均布压力作用下圆锥扁壳后屈曲分析的加权残数法

基于Ｖｏｎ Ｋａｒｍａｎ型大挠度方程,用Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法分析了圆锥扁壳在均布压力作用下的后屈曲行为。以正交的Ｌｅｇｅｎｄｒｅ多项式作为试函数,用加权函数法给出锥壳屈曲后的荷载挠度关系式及屈曲的临界荷载。经与有关文献比较,本文使用加权残数法分析锥壳的几何非线性屈曲,方法可行,且简单,明了。     

复合材料层合扁球壳在集中冲击下的非线性动力屈曲

研究了复合材料层合扁球壳在中心集中冲击载荷作用下的非线性动力屈曲问题;通过在复合材料层合扁球壳非线性稳定性的基本方程中增加横向转动惯量项并引入的中心集中冲击载荷,采用Galerk in方法得到以顶点位移表达的冲击动力响应方程,并用Runge-Kutta方法进行数值求解,得到了不同载荷幅值下的位移响应曲线,应用Bud iansky-Roth准则(简称B-R准则)确定了冲击屈曲的临界荷载;讨论了壳体几何尺寸对复合材料层合扁球壳冲击屈曲的影响;数值算例表明,该方法是可行的.     

反对称正交铺层剪切圆柱壳在轴压下的屈曲分析

给出了反对称正交铺层剪切圆柱壳广义 Donnell大挠度方程 ,运用位移型摄动技术构造了圆柱壳在均匀轴压下的屈曲全局渐近级数解 ;运用奇异摄动技术分析了圆柱壳端部边界层方程和奇异摄动解 ,对计及横向剪切复合材料圆柱壳或部分圆柱壳的非线性弯曲或屈曲进行了精确分析 .同时 ,结合典型算例讨论了横向剪切变形、Batdorf数、径厚比、长径比、铺层数和弹性模量比对圆柱壳屈曲性态的影响 .结果表明 ,本文方法能有效地预测剪切圆柱壳的屈曲性态     

复合材料层合板表面椭圆形分层非线性屈曲分析

基于修正型Ｈａｈｎ－Ｔｓａｉ非线性本构模型，利用Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｒｉｔｚ法，研究了复合材料层合板表面椭圆形分层非线性屈曲性态．采用阻尼因子法有效地克服了非线性迭代过程中屈曲应变的振荡现象．数值结果表明：某些层合板椭圆形分层非线性临界应变与线性临界应变有明显差别．     

基础梁的积分方程解法

本文提出了基础梁的积分方程解法.方法的要点是:首先,将以挠度w及反力p相鍝合的微分—积分方程化成一个w的积分方程和一个求p的微分式.然后,采用基于虚功原理的差分离散格式,建立支配方程.算例表明,本文提出的基础梁积分方程数值解法是一个较好的方法.