均匀侧压作用下圆柱体优化设计问题

讨论了变截面圆柱体在均匀侧压作用下强度优化设计问题．首先建立了圆柱体的力学模型,通过考虑一个微元体的平衡得到了圆柱体满应力计算公式,得到了圆柱体满应力设计控制方程．应用龙格库塔法解非线性方程得到了该问题的数值解,给出了圆柱体随着柱体高度的直径变化曲线．通过算例说明满应力圆柱体的体积比等截面柱体的体积有极大的优化．其结果可供工程设计人员参考．     

一种变截面悬臂梁挠度计算方法研究

考虑梁的弯曲变形和剪切变形,利用单位荷载法推导等宽矩形截面且高度线性变化的悬臂梁分别在弯矩、集中荷载和线形分布荷载作用下的最大挠度理论计算公式,得到此类梁的柔度,再利用截面分解和变形协调条件,导出箱形和工字形变截面悬臂梁的挠度公式。通过算例,验证了该方法的合理性,为此类截面构件的变形控制提供了参考。     

均布荷载作用下悬臂梁的弹性力学解

梁是土木工程中最常见的构件.材料力学基于平衡方程、物理方程和平截面假定的梁的计算分析结果,对浅梁较为精确,对深梁存在较大的误差,难以满足结构设计的要求.为此根据弹性力学平面问题基本理论,采用半逆解法,求出了悬臂梁在均布荷载作用下的应力、形变和位移.可供工程结构设计和弹性力学教学参考.     

超静定等强度梁在复合载荷作用下的优化

利用阶梯折算法给出了超静定梁在复合载荷作用下等强度设计的一般计算表达式,研究了二次超静定等强度梁在复合载荷作用下的体积优化问题,通过算例给出了复合载荷作用下等强度梁与等截面梁的体积对比.     

温度影响下转动变截面纳米梁的自由振动分析

基于Euler-Bernoulli梁理论,利用Eringen非局部弹性原理推导得到温度影响下转动变截面纳米梁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)对无量纲控制方程及其边界条件进行变换,计算了温度影响下转动变截面纳米梁在两端夹紧-简支和夹紧-自由两种边界条件下横向自由振动的无量纲固有频率。再将控制微分方程分别退化到无转动的纳米梁和转动的悬臂梁,求解了梁在一端夹紧一端自由边界条件下自由振动的无量纲固有频率,并将得到的结果与现有文献作了比较,证明DTM对求解该问题的有效性。最后考虑不同无量纲升温、无量纲轮毂半径、非局部纳米参数、无量纲转速和截面变化系数对于纳米梁自振频率的影响。     

微分求积法在弹性压应力波下直梁的动力压曲稳定分析中的应用

基于欧拉-伯努利梁理论及能量守恒原理,建立了直梁压曲稳定微分控制方程及其应力波波前附加边界条件,对应力波反射前等截面梁屈曲与压应力波耦合动力屈曲问题进行了研究.利用微分求积法(DQM)并结合边界条件,将直梁压曲稳定控制微分方程离散成线性代数方程组,进而得到了系统的动力屈曲特征方程,并研究了加载端简支远端固支梁在压应力波反射前的动力屈曲问题.数值研究表明该方法具有可靠的精度和收敛性.     

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。     

压电智能悬臂梁的主动振动控制

以悬臂梁振动系统为研究对象，利用压电材料的正、逆压电效应，分析了压电片和悬臂梁之间的相互耦合关系，建立了压电悬臂梁的动力学模型和基于闭环控制系统的状态方程．在此基础上，研究了反馈控制增益、压电片位置及压电片长度对柔性梁振动控制性能的影响．根据计算获得了反馈控制增益、压电片位置、压电片长度与振动能量、控制能量的关系曲线．为压电智能悬臂梁的振动控制设计提供了依据．     

钢筋混凝土矩形贮液结构的液固耦合振动

基于剪切悬臂梁理论建立了矩形贮液结构的液固耦合振动方程．通过数值算例,求得满液时结构的耦合振动特性,并与无液时的振动特性进行了对比．结果表明：液动压力对频率的影响不可忽视,对振型的影响不大．为矩形贮液结构的设计计算提供了理论依据．     

基于光纤光栅的悬臂梁动力学参数测量

介绍一种利用光纤光栅测量悬臂梁动力学参数的新方法。对于矩形等截面悬臂梁,分析了传感光栅的波长变化与梁挠度以及自由端所受外力间的关系。实验证实观测光栅波长漂移量的时间变化规律可捕获梁振动的频率和振幅信息,前者为23.70 Hz,后者在自由端为6.38 mm。经频谱分析,获得梁的一阶、二阶以及三阶固有频率分别为23.54、47.08和70.63 Hz,前者与理论值23.42 Hz相对误差为0.5%。     

黄大铁路黄河特大桥顶推施工分析与监控技术

针对黄大铁路黄河特大桥连续钢桁梁多点同步顶推施工,利用倒拆法建模计算顶推施工全过程,找出主桁杆件在支点处的最大应力值以及导梁悬臂端变形规律和最大变形值,确定出全过程施工中的最不利工况为M2工况;设置变形监测点,监控导梁前段竖向位移变形,实测值基本与理论值吻合,施工线形可控;在M2工况中,将主桁和导梁自重荷载乘以1.35的放大系数,计算主梁在导梁悬臂140m,悬臂160m和导梁上墩20m后的主桁杆件的应力值,并在主桁上设置24个监测点监测杆件应力值,对比发现实测值均略小于理论值,施工过程中材料强度储备是安全可靠的。作为国内最大跨度的平行弦桁架桥顶推成功,对其他同类大跨度桥梁顶推施工具有较高的参考价值。     

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.     

轴向载荷作用下简支梁横向振动的固有频率

研究了简支梁在轴向载荷作用下固有频率与轴向载荷的关系，得出ω1^-2—P是一条直线，ω1^-—P是抛物线的结论．讨论了轴向载荷对简支梁振动的影响，对梁的结构设计，特别是对强迫振动下的实时控制，在工程中具有一定的实用价值．     

在EPW中采用(100)硅制作微悬臂梁凸角补偿及工艺研究

(100)硅片在EPW腐蚀液中进行各向异性腐蚀时,因在(111)侧面相交的凸角处出现一些腐蚀速率较高的晶面,使微悬臂梁凸角掩膜下的硅受到侧向腐蚀,出现严重的凸角削角现象.研究采用EPW腐蚀(100)硅片制作微悬臂梁的凸角补偿方法及制作工艺,给出采用圆形掩膜对(100)硅凸角进行补偿.实验结果表明,该方法能够较好的完成对EPW腐蚀液中悬臂梁凸角削角的补偿。     

空心高斯光束的非准直透镜系统衍射研究

利用非准直光学系统的ABCD矩阵表达式和Collins衍射积分公式,推导出了空心高斯光束通过光阑和非准直4f透镜系统衍射场的解析表达式,并对衍射场进行了研究分析.数值模拟计算表明,空心光束的阶数、束腰和4f透镜系统的错位位移等因素对衍射场特性有很大的影响.     

形状记忆合金用于结构裂缝自修复的研究

通过对受弯梁结构外部安装和内部埋入形状记忆合金进行加固仿真,运用现场试验和有限元软件ANSYS建立计算模型,对该梁结构安装形状记忆合金前后的承载能力和裂缝的恢复情况进行了研究.结果表明:外部安装和内部埋入形状记忆合金能有效降低梁受荷后的变形,使结构产生自修复的能力,提高结构的承载能力,改善结构的受力性能,也可增加结构的整体性和刚度.     

不同移动载荷速度下简支桥梁的变形及振动响应研究

利用奇异函数,基于梁挠曲线近似微分方程及横向强迫振动的微分方程,分别利用积分法及分离变量法推导出移动载荷作用下简支桥梁的弯曲变形方程及振动响应方程。应用Mathcad软件,研究不同移动载荷速度对简支梁静、动态变形的影响规律。结果表明:随移动载荷速度的增加,在相同时间内,简支梁的最大挠度和最大振动位移先增大后减小,呈近似抛物线规律分布;对于简支梁的给定截面,其最大静挠度不随载荷移动速度的改变而变化,但达到最大挠度所需的时间随着载荷移动速度的增大而减少;移动载荷速度一定时,简支梁不同截面最大挠度值随载荷的移动方向呈先增大后减小的趋势。