粘性流体与输流管道耦合振动的有限元分析

考虑粘性流体在圆管中层流流动,采用Euler梁模型描述细长管道模型。应用虚功原 理推导输流管道系统的流固耦合振动有限元方程,研究了简支和固支两种边界条件下管道系统固 有频率及流体平均速度、流体粘性和预应力对固有频率的影响,分析了粘性的存在对临界速度的 影响。结果表明,粘性的存在使得前三阶固有频率偏低,流体平均速度越大这一趋势越明显;流体 平均速度越大,前三阶固有频率越小;随着预应力的增大,前三阶固有频率增大;粘性的存在使得 临界速度降低。     

具有弹性支承输流管路的流体诱发振动分析

利用微分变换法分析具有弹性支承的悬臂式输流管路的流体诱发振动问题.首先对振动微分方程无量纲化,其次采用微分变换法获得各阶微分的递推关系,进而求解得到不计流速时的前四阶固有频率及振型函数的通用表达式.在此基础上,计算并得到了计及流速时固有频率随流速和弹性系数的变化,同时研究了不同弹性系数及质量比下的临界流速及稳定性.通过对比和分析,证实了微分变换法具有较高的精度和实用性.微分变换法可作为设计管路支承形式的参考.     

局部支承功能梯度板的自由振动分析

基于Mindlin板理论和有限元法研究了局部支承功能梯度板的自由振动问题。假设材 料由陶瓷和金属组成,且材料参数沿板厚度方向按照幂指数形式连续变化,利用虚功原理推导功 能梯度板横向自由振动的有限元方程,分别在100%、50%和25%等3种支承条件下研究系统自由 振动特性。算例部分首先求解了纯金属板和纯陶瓷板的前三阶固有频率,同时给出了ANSYS软件 计算得到的前三阶频率及其模态,两者对比证实了本文方法的准确性;随后重点探讨了支承范围 和梯度指数与前三阶固有频率的关系。结果显示：支承范围对模态有重要影响,可通过调整支承 来控制振动;支承范围与固有频率正相关,梯度指数与固有频率负相关;为实现同等精度,支撑范 围越小需要的单元数越多。     

两端支承式输流管路的强迫振动分析

研究水平放置的两端支承式输流管路的强迫振动问题,将欧拉-伯努利梁模型视为管路的简化力学模型.利用格林函数法对无量纲的强迫振动微分方程进行推导,得到一般支承形式管路的格林函数,并最终得到挠度的一般表达式.在此基础上研究一端固定、另一端弹性支承输流管路的振动响应,分别利用微分变换法和伽辽金法验证其正确性与准确性,并研究了集中载荷和分布载荷情况下的振动响应.利用该方法可以得到封闭的精确解,比其他数值方法具有较大的优势.     

一类输流管道模型的稳定性与分岔分析

研究了一类铰-铰结构输流管道在组合参数共振和内共振下的分岔行为.利用多尺度法得到模态方程、约化方程和特征方程.利用规范型理论,给出了系统在简单零特征根、一对纯虚特征根和一个负特征根情形下的规范型,并详细讨论了系统的分岔解及其稳定性,给出了系统稳定性条件.研究表明,系统存在静态分岔、初始Hopf分岔、第二类Hopf分岔及2维胎面等分岔解,并画出分岔转迁曲线图.     

考虑剪切变形时的输流管道动力特性分析

分析了考虑剪切变形时输流管道的动力特性和动力稳定性     

输流管道流固耦合振动研究中的几个问题

针对管道结构流固耦合振动研究中的一些问题（模型的选取、管道结构固有频率随流速变化、水击现象、颤振现象、鞭击现象等）进行了分析和总结，强调了进行流固耦合分析的重要性，找出了问题产生的根源，给出了减轻振动的办法。     

微分求积法分析弹性支承输流管道的稳定性

微分求积法是一种用于求解边值/初值问题的有效方法,与其他数值方法相比,具有原理简单、计算量少、易于编程实现、精度令人满意等特点.将此算法推广到具有弹性支承输流管道的稳定性分析,通过算例的分析对比说明DQM用于分析流固耦合输流管道的动力特性具有独特的优点.在此基础上,研究了一般端部条件下输流管的稳定性问题,分析了弹性支承系数对管道稳定性的影响,得到了对输流管道的设计及可靠性分析具有工程参考价值的若干初步结论.     

粘弹性悬臂输流管道在激励力下的稳态响应分析

以Bernoulli-Euler梁模型为基础,建立了粘弹性输流管道的动力学方程.运用Laplace变换对输流管道的运动微分方程进行求解,得到了输流管道在强迫振动下的Green函数解.研究了系统参数对悬臂输流管道自由端稳态响应的影响.结果表明:激励点位置对一阶共振幅值影响较大;随着粘弹性系数的增加,一阶共振频率会持续降低...     

二维结构自由振动分析的动态有限元新形式

在Przemieniecki和Gupta等人的研究基础上,建立了动态有限元的一种新形式——二维动态四边形单元,推导出其动态形函数矩阵、刚度和质量矩阵。本文结果可供实际分析应用。     

基于转换矩阵法的中间带弹性支撑Rayleigh梁自由振动

以中间带弹性支撑Rayleigh梁模型为基础,采用转换矩阵法,推导得到跨度不同、单位长度质量不同、各跨刚度不同、中间带弹性支承、不同边界条件下Rayleigh连续梁的特征方程。通过算例分析中间弹性支承刚度与边界条件对连续Rayleigh梁模态的影响,给出了Rayleigh梁在不同跨高比和振型阶数下的频率与欧拉梁的差别。     

结构振动有限元模型的精细修改方法

本文在分析模型精细校正的基础上,从另一角度推导了分析模型的质量阵和刚度阵的修改公式,简化了精细校正计算公式,不仅计算量小,且修改灵活,修改后的模型保持了与实际结构的对应关系,从而可以再修改.文中对非测试自由度振型值的计算也给出了改进的公式.最后,简要地讨论了精细校正方法的数学基础.     

邻边自由的矩形厚板的自由振动

本文采用叠加法完满地解决了在满足自由边界条件下,矩形厚板的自由振动问题从而使得边界条件的满足能达到任意精度,并且所取的位移解的每一项都严格的满足控制微分方程。     

变厚度圆板轴对称非线性振动的有限元分析

用3节点变厚度环形有限元研究厚度为半径的任意函数的圆板轴对称非线性振动,给出了一个避免发散并加速收敛的加权平均迭代算法.算例的计算结果与文献的已有结果完全吻合。文章还分析了振幅、半径比、质量比和厚度系数对频率的影响.     

剪力键式双向空心大板结构的超级有限元分析

剪力键式双向空心大板结构体系是为大开间灵活分隔型多层与高层建筑而专门研究出来的一种新型大跨度楼盖结构体系。本文用超级有限元法来分析这类空心大板，其中剪力墩用八节点非协调空间实体元来模拟。算例分析表明，与其它计算方法相比，超级有限元法有明显的优越性，而且计算精度令人满意。     

井眼中钻柱稳定性分析的有限元法

通过引入单元荷载刚度矩阵,提出了一种用于分析钻柱结构稳定性问题的有限单元法。该方法可以用于分析变截面钻柱在变轴力和变横向力共同作用下的钻柱稳定性问题,也可用于分析弯曲井眼中钻柱的稳定性问题。在所建立的力学模型中,考虑了钻柱自重和井眼曲率的影响。分析结果表明,在斜直井眼中,除了钻柱自身密度及截面面积外,影响钻柱荷载的因素还有井眼状况及钻柱两端部的约束条件,但当钻柱长度超过８０ｍ时可以不考虑端部约束的影响。对于弯曲井眼,钻柱临界压力不仅与钻柱的长度、截面尺寸有关,还与井眼曲率有关,即随着曲率的增大而增大。     

平面连杆机构的动力学有限元分析

本文给出了一种求解具有均布质量、恒定输入转速的弹性平面连杆机构稳态响应的有限无法。由拉格朗日方程导出系统的非线性控制方程。模型中考虑了构件的集中质量及集中转动惯量的影响,同时也包括了应变的几何非线性项。     

非对称活塞稳态温度场的三维有限元分析

在微机上对ＺＨ１１０５Ｗ型非对称柴油机活塞进行三维稳态温度场的有限元分析．规模为４９１１个节点、３４９８个８节点六面体等参元，通过调整活塞表面对流换热系数和环境温度的分布，使１２个测点温度与计算温度场中对应点温度差控制在一定范围内．调整的最后结果，拟合误差在１％以内．根据最后计算结果绘出不同截面的等温线，还进行了温度分布分析．