局部固支功能梯度板的横向弯曲研究

研究了局部固支功能梯度方板在横向均布载荷作用下的静力学问题。假设功能梯度材料由陶瓷和钢组成，材料弹性模量设计为沿着板的厚度方向按照幂指数形式连续变化，功能梯度方板的四个边均为局部固支，应用Kirchhoff薄板理论和虚功原理推导了板的静力学有限元方程。另分别考虑了各边50%固支和25%固支两种情况，在板材料为纯陶瓷和纯钢时，将所得结果与ANSYS软件结果对比，验证了所建模型的准确性。最后，重点分析了梯度指数对板面和边界最大挠度的影响。结果表明梯度指数和固支范围是决定最大挠度的关键参数，其中固支范围对边界上最大挠度的影响更大。     

简支边直角三角形正交异性板挠度近似计算

根据虚功原理 ,应用Ritz方法 ,推导出简支边直角三角形正交各向异性板在横向载荷作用下的挠度二级近似计算表达式 ,分别给出了均布荷载和集中荷载作用下的近似计算结果 ,并由此算得当材料为各向同性时等边直角三角形形心处的挠度值     

简支边直角三角形正交异性板挠度近似计算

根据功原理,应用Ritz方法,推导出简支边直角三角形正交各向异性板在横向载荷作用下的挠度二级近似计算表达式,分别给出了均布荷载和集中荷载作用下的近似计算结果,并由此算得当材料为各向同性时等边直角三角形形心处的挠度值。     

变厚度矩形薄板的静挠度分析

以均布荷载作用下的变厚度矩形薄板为研究对象,分别取重三角函数的级数和多项式作为四边简支和夹支的变厚度薄板的挠度函数,利用伽辽金法分别计算了四边简支和夹支两种边界条件下的等厚度和变厚薄板的挠度,计算结果表明等厚度薄板的最大静挠度位于薄板的中心点处,而变厚度薄板的最大挠度位于板厚度薄的一侧。     

计入横向剪切变形的均布载荷作用下的圆板大挠度弯曲问题渐近解

导出了图板轴对称变形的混合法基本方程组，用修正迭代法求出了均布荷载作用下，考虑横向剪切变形的圆板大挠度弯曲问题二阶渐近解．     

一边简支、两边固定的直角三角形正交各向异性板挠度近似计算

1 前言 近几年来,复合材料的直角三角形板得到了广泛的应用,虽然在均布及集中荷载作用下正交各向异性三边简支的直角三角形板的求挠度问题已为笔者所介决。但是,在工程实际中一边简支、两边固定的直角三角形正交各向异性板的求挠度问题是有待解决的问题之一。本文将导出在均布及集中荷载作用下该板的挠度二级近似表达式,并计算出各向同性、等腰直角三角形与上述相同支承的板形心处之挠度值。     

局部荷载作用下栅格三明治板的弹性弯曲变形

本文将栅格夹心三明治板等效为均匀夹层板,应用Reissner夹层板理论,采用傅里叶级数法,将局部荷载转化为均布荷载形式,利用均布荷载的求解结果,对四边简支条件下几种局部荷载作用下三明治板的弹性小挠度变形进行了分析,可以得到理论解,通过与有限元分析进行比较,两者结果吻合良好.     

有中心集中荷载作用的任意变厚度的旋转扁薄壳的非线性弯曲

中心集中荷载作用的变厚度圆板或旋转扁壳的轴对称非线性弯曲,迄今鲜见研究成果.取三次B样条函数和对数函数为试函数,用配点法计算任意变厚度圆板的大挠度和旋转扁壳的非线性稳定.计算了中心集中荷载作用的圆板及它和反向均布荷载同时作用圆板且其中心挠度为零的特殊情形.给出了中心集中荷载作用下,线性或多项式型变厚度的圆锥壳、球壳或四次多项式型旋转壳的上、下临界荷载.等厚度圆板和球壳的计算结果同其他方法的结果做了比较.结果表明样条配点法有更高的精度和更大的荷载收敛范围.     

温度荷载下薄板的弹性理论分析

把三边简支一边固支矩形薄板受沿厚度方向均匀变化的温差荷载作用的问题视为一边作用等效温差力矩的四边简支板与在温差荷载作用下的四边简支板的叠加。根据固定边界的位移协调条件导出温差荷载引起的板内力的表达式和挠度方程。     

用样条函数求解圆薄板大挠度问题

本文以受均布荷载作用周边固定的圆薄板为例,用三次 B 样条函数求解逐次加载时挠度及内力增量所满足的变系数非线性微分方程的边值问题,进而得到了在任意载荷值时薄板大挠度问题的解答,计算结果表明:当中心挠度与厚度之比接近5时该方法仍适用,且所得挠度曲线与实验结果符合良好.     

基于薄板理论的空区顶板稳定性分析

考虑作用于顶板上的均布载荷及作用于顶板上方中心处的集中载荷情况下,基于四边固支矩形薄板的纳维叶解法,分别导出了均布载荷与集中载荷作用下矩形顶板的挠度方程与应力表达式.分析得到四边固支矩形板在均布载荷和集中载荷作用下的高应力主要出现在板的中心以及长边的中点处,影响应力的因素主要包括厚度、载荷大小、板的尺寸以及泊松比.依据第一强度理论建立均布载荷和集中载荷共同作用下的顶板安全性控制方程,并求解得到其安全临界顶板厚度,并通过工程实例验证了该控制方程的正确性.     

单室箱梁考虑剪切与剪滞双重效应的挠曲函数

基于单室箱梁翼缘板选取最大剪切位移差函数为广义剪力滞位移函数,通过假定箱梁竖向变形由腹板剪切变形与翼板剪滞效应引起的位移,利用变形协调条件和能量变分法最小势能原理推导了特定边界和荷载条件下考虑剪切变形的单室箱梁的挠曲位移表达式。利用推导的挠曲微分方程计算了单室简支箱梁承受均布荷载作用下的挠度,对靠近梁端部采用挠度修正系数线性内插求解竖向变形,建立单室简支箱有限元分析模型;对比解析解和数值解。结果表明:剪切变形对简支单室箱梁承受均布荷载作用的挠度具有一定的影响;利用推导的公式能够快速、有效地计算简支单室箱梁承受均布荷载下剪切与剪滞双重效应的挠度;跨中挠度与数值解差6%,吻合良好。     

压力管道的几何优化设计

对钢衬－钢筋混凝土管道的几何外形和钢筋布置作了优化设计，对影响管道造价的多种因素作了敏度分析。根据优化计算结果，提出了简化公式供工程设计参考。同传统的设计方法相比，采用优化设计的压力管道，用钢量节省１０％左右，混凝土方量节省７０％，钢板厚度降低为总厚度的５０％．     

火灾下考虑震损的方垫板加强T型节点抗火性能

利用已有试验验证方垫板加强T型节点数值分析模型,引入损伤变量,考虑参数直径比、径厚比、壁厚比、垫板长度与支管直径比及垫板厚度与主管厚度比,对震后火灾作用下方垫板加强T型节点抗火性能进行分析研究.结果表明:损伤变量对方垫板加强T型节点的临界温度影响较大,临界温度随着损伤变量的增大呈线性减小趋势;直径比、径厚比、壁厚比及垫板厚度与主管厚度比对方垫板加强T型节点的临界温度影响较小;垫板长度与支管直径比对方垫板加强T型节点的临界温度影响较大,且随着该比值的增大方垫板加强T型节点的临界温度减小;径厚比和壁厚比的增大会使方垫板加强T型节点临界温度发生小幅度的上升.     

变厚度锥壳的非线性弯曲与稳定性问题

本文用变厚度板壳大挠度理论的修正迭代法,对周边夹紧固定、在均布载荷作用下的变厚度扁圆薄锥壳大挠度问题进行了求解,得到了精确度较高的二次近似解析解。本文结果可退化到等厚度扁圆薄锥壳、变厚度圆薄板及等厚度圆薄板构件在均布载荷作用下的非线性弯曲问题的相应结果。     

双钢板混凝土组合板在撞击荷载下的动力响应

为研究双钢板混凝土组合(SC)板的抗撞性能，本文采用ABAQUS建立了SC板在落锤撞击下的有限元模型，并通过已有SC板落锤撞击试验结果验证了数值模型的准确性.基于此，重点研究了构件钢板含钢率、撞击高度、材料强度、边界条件与撞击物形状等参数对该类构件动力响应的影响；最后利用简化能量守恒法计算了SC板跨中最大挠度.结果表明:在本研究参数分析范围内，钢板含钢率、撞击高度、撞击物形状与边界条件对该类构件动力响应影响较大，且当钢板含钢率大于4%时影响更加明显.建议的简化能量守恒法可有效预测SC板在撞击荷载作用下的跨中最大挠度.     

双层吸波蜂窝复合材料结构优化设计

为探究不同吸波特性材料之间的组合规律,以在更宽频段范围内达到最佳雷达波吸收效果,选用两种不同吸波剂浸渍的纸蜂窝结构型吸波材料板（分别命名为FW10和FW20）,以石英纤维板为外侧蒙皮,制备出一种具有较好雷达波吸收能力的复合板件,该板件可与常规壁板结合使用。采用时域有限差分法计算不同材料厚度组合下的材料雷达散射截面（RCS）值和反射率,并采用正交设计法对最优厚度组合进行进一步的探究,结果表明：复合结构的吸波效果与各层材料组合及其厚度分布有关,所得最优复合板件厚度组合方案从外向内依次为1 mm石英纤维板,15 mm FW10和15 mm FW20。最优方案复合板件在0~18 GHz频段范围内反射率低于-10 dB的吸收频段宽度为13.1 GHz,最大吸收峰可达-29.5 dB。最后进行实物测试,验证了仿真分析的有效性。     

弹性矩形薄板大挠度瞬态响应

本文对受均载的四边简支及四边固支均质正交各向异性弹性矩形薄板在支座受正弦激扰下的大挠度瞬态响应进行了理论研究,首先将控制方程和边界条件无量纲化,同时分别将挠度和力函数的解假设为在空间域上满足边界条件的双重梁函数级数形式,由于是动态,所以这些试函数每项的待定幅值都设为时间t的函数,然后用Galerkin法消去空间自变量函从而得到一组在时域上关于待定幅值的表为单自变量t的非线性常微分方程组。由于是非线性,所以它们是互相耦合的。最后,用变步长的Runge-Kutta法在IBM-5550计算机上求得瞬态响应的数值解。同时,作为正交各向异性弹性薄板的一个特例,本文对各向同性均质弹性矩形薄板在均布载荷下支座受到正弦激扰的大挠度瞬态响应进行了实验,测出了板的前四阶固有频率以及板振动的中心点最大挠度值。最后,将实验值与理论值进行了比较与分析。     

夹层环形板轴对称非线性弯曲和屈曲

由于等厚度夹层环形板大挠度计算边界条件复杂，迄今仅有一种特殊情形的数值解答．本文以三次B样条函数为试函数，用配点法计算夹层环形板的非线性弯曲和屈曲．夹层板采用Reissner模型．讨论了16种边界条件，荷载可为多项式型的分布荷载、内缘均布线荷载、均布边缘力矩或均布径向压力及它们的组合．用非线性理论计算了夹层环形板的压曲临界荷载．样条配点法具有精度高、编写程序通用、输入的数据量少以及节省计算时间的优点．