非线性铁磁简支梁式板磁弹塑性力学行为分析

基于铁磁介质广义变分原理得到磁力计算公式和磁力耦合的非线性数值计算程序，首次对不可移简支铁磁梁式板磁弹塑性的屈曲、后屈曲、弯曲等力学行为进行分析，在考虑几何非线性情形下，探讨了铁磁简支梁式板的磁弹塑性弯曲、屈曲和后屈曲，跳跃失稳等力学现象，给出了铁磁梁式板在外加磁场的各种初始角度下进入塑性屈服阶段的临界特征曲线．数值结果表明铁磁梁式板屈曲的临界磁场值对塑性变形是敏感的．     

几何初缺陷铁磁梁式板磁弹塑性屈曲失稳的摄动分析

基于广义变分原理得到的磁力公式，采用磁场摄动技术，给出了横向磁场作用下铁磁梁式板的磁力摄动表达式．在此基础上研究了横向均匀磁场下，具有几何初缺陷铁磁粱式板的磁弹塑性静力屈曲失稳特征，探讨了塑性变形对铁磁梁式板的失稳临界磁场值等力学特征的影响．分析结果表明：塑性变形对铁磁梁式板屈曲失稳临界磁场是敏感的，几何初缺陷对结构的变形特征具有很大影响．     

采用磁致伸缩材料模型进行磁弹性屈曲的数值模拟

基于磁致伸缩材料模型,在不考虑体积伸缩的条件下,利用FEMLAB多物理场耦合软件,对悬臂铁磁板在横向磁场中的磁弹性屈曲问题进行了数值模拟,并将模拟得到的临界屈服磁感应强度与前人的实验结果进行了对比,得到了较好的一致性。数值模拟结果显示,随着铁磁板长厚比的增大,板屈曲失稳的临界屈服磁感应强度减小;采用的磁致应变系数越大,所得到的临界屈服磁感应强度越小;当磁致应变系数为1.3×10-4T-1时,计算结果与实验值吻合最好。数值分析结果表明,利用磁致伸缩材料模型来解释悬臂铁磁板在横向磁场中的磁弹性屈曲问题是合理的。     

铁磁梁式板磁热弹性屈曲分析

利用铁磁介质体的磁热弹性广义变分原理和模型,以及磁弹性线性化方法和摄动技术,对铁磁梁式薄板在磁场、温度场共同作用下的多场耦合的力学行为进行了研究,解析地分析了铁磁梁式板的磁热弹性屈曲失稳,并给出了铁磁梁式板随外加磁场、温度场变化下的多场耦合稳定性特征.     

考虑端部效应的铁磁梁式板磁力摄动分析

基于磁场摄动技术和广义变分原理得到的磁力公式,对铁磁梁式板在斜磁场作用下的磁场和磁力摄动展开研究,给出了斜磁场作用下铁磁梁式板结构的摄动磁场及其磁力摄动表达式,使得解析分析斜磁场作用下铁磁梁式板磁弹性耦合问题成为可能。研究表明:只有考虑了磁场端部效应的斜磁场磁力摄动公式才能模拟铁磁结构的弯曲模式且能够定性揭示铁磁简支梁式板弯曲构形为双半波形。     

防屈曲钢板剪力墙稳定性研究

以新型抗侧力构件防屈曲耗能钢板剪力墙为研究对象,基于板的稳定性理论,考虑混凝土盖板抗弯刚度和抗弯承载力,分析整体和局部屈曲内嵌钢板弹塑性性能,推导出了防屈曲钢板剪力墙整体稳定临界荷载值和最小混凝土盖板厚度表达式.引入钢板非弹性阶段切线模量因数η,优化了防屈曲钢板剪力墙整体稳定临界荷载表达式,得到了非弹性阶段最小混凝土盖板厚度参考式.对板的微分方程推导得到了内嵌钢板屈曲半波数和半波式屈曲褶皱对混凝土盖板挤压力表达式,并进行有限元分析.得到四螺栓单元局部稳定要求螺栓间距方程式,给出了螺栓间距与混凝土盖板厚度之间的关系式和最大螺栓间距与混凝土盖板建议比值,其最大螺栓间距与混凝土盖板厚度比值l0/tc=90.     

非线性弹性屈曲问题的简单模型分析

本文借用Ｓｈａｎｌｅｙ模型考虑材料的非线性弹性的影响，给出了临界载荷分析，并用摄动法对后屈曲路径进行了分析。建立了后屈曲路径稳定与否的临界条件并进行了数值计算。结果表明材料的非线性弹性性质对临界载荷及后屈曲路径均有影响。     

板架屈曲临界应力的敏感性系数

采用有限元法计算平面板架屈曲的临界应力和失稳波形，推导出临界应力对结构几何参数和物理参数的敏感性系数计算的一般公式．临界应力及其敏感性系数计算均考虑金属材料的物理非线性．采用切线模数理论对受压构件的弹性模数进行修正．本文结果主要用于板架结构稳定的可靠性分析     

非保守力作用下可伸长简支梁的过屈曲

基于可伸长梁 (杆 )的大变形理论 ,建立了受沿轴线分布切向非保守力作用的可伸长简支梁的弹性过屈曲控制方程 .这是一个强非线性常微分方程边值问题 ,其中将变形后的轴线弧长作为基本未知量之一 ,使得求解区间仍然为梁的原长 .采用打靶法求解该边值问题 ,获得了数值意义上的精确解 ,给出了梁的过屈曲平衡路径及平衡构形 .结果表明 ,过屈曲平衡路径不是载荷的单调函数和单值函数 .对于机械载荷作用的细长梁 ,轴向伸长可以忽略 .     

螺旋电流平面圆环的磁弹性屈曲

本文研究了环向磁场中具有螺旋电流的平面圆环的磁弹性空间屈曲，讨论了磁矩（圆环横截面的周向电流）对临界电流的影响，发展了Ｍｏｏｎ．Ｆ．Ｃ的结果。     

非圆Tokamak载流线圈的磁弹性分析

基于曲梁理论和Ｂｉｏｔ－Ｓａｖａｒｔ定律描述超导载流线圈全部形变的理论模型,采用边值问题的齐次生分方程封闭形式解析通解和非齐次微分方程数值特解相叠加的半解析半数值方法,对非圆Ｄ型Ｔｏｋａｍａｋ载流线圈弯曲,失稳的磁弹性相互作用进行了研究;并且就线圈初始扰动位移时失稳临界电流的影响也进行了定量分析。数值模拟结果表明：线圈失稳的临界电流随线圈曲率半径的增大而增大,随线圈非完全对称排列这一初始缺陷的增大     

角铺设复合材料层合板的后屈曲和模态跃迁

为研究双轴受压反对称角铺设复合材料层压板的后屈曲和模态跳迁性能,由渐近修正几何非线性理论推导其双耦合四阶控制偏微分方程(即协调方程和动态控制方程);通过采用广义Galerkin方法将层合板的耦合非线性控制偏微分方程转换为系列非线性常微分方程组;然后,采用解的延拓方法软件对层合板的后屈曲行为进行分析,确定面内直边边界下层合板出现屈曲模态跃迁的路径和临界载荷.通过对四层简支复合层合板算例计算表明:该方法数值结果与有限元分析(FEA)相比,在主后屈曲区域有很好的吻合性;而当解接近第2分岔点时,有限元分析失去收敛性,而所提分析方法仍具有深入探索二次分岔后屈曲区域和准确捕捉模态跃迁现象的能力.     

Buckling of a ferromagnetic thin plate in a transverse static magnetic field

An energy theory is proposed on the buckling of a ferromagnetic thin plate in a transverse static magnetic field. The analytic solution of critical field for plates is obtained by using variational method. It is shown that the critical magnetic field is not only influenced by the ratio of the thickness to the length, but also by the width, total length and the magnetic susceptibility of the specimen. Theoretical calculations agree with experiments reasonably.     

工程结构整体屈曲的临界荷载分析

很多工程结构的承载力取决于整体屈曲分析所确定的稳定承载能力．一般认为特征值屈曲计算值是非线性屈曲计算值的上限,而且按照第一阶屈曲模态施加初始缺陷必将减小临界荷载,通过数值计算表明实际工程中会出现相反的结果,并根据屈曲理论研究了上述现象的机理．比较了不同的屈曲类型屈曲后平衡路径的发展特征及其缺陷影响,采用若干典型结构作为算例对特征值屈曲分析进行探讨,发现其适用范围为直柱、框架及平板结构,并以实际结构为例进行了验证．通过分析得知:不同类型的屈曲形式有着不同的缺陷敏感性;屈曲后平衡路径的发展特征决定了特征值屈曲分析的偏差情况;对极值点屈曲的结构进行临界荷载分析,需要施加正负缺陷进行比较以得到最低临界荷载值．     

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．     

典型受载铁磁构件的数值模拟和磁特性

研究了铁磁构件在受载状态下表面产生漏磁的磁记忆现象,对含小孔平板进行了有限元分析,实测了受拉伸载荷时的漏磁场值.结果表明,应力集中对构件的磁特性有显著影响,在应力引起的小范围塑性变形区域存在有效的磁记忆信号,采用磁记忆方法对设备承载铁磁构件由应力集中造成的早期损伤进行检测是可行的.     

载流条形悬臂薄板的非线性磁弹性分析

该文在给出载流薄板在耦合场作用下的磁弹性非线性运动方程、电动力学方程和洛仑兹力表达式的基础上,通过变量代换将描述载流薄板的磁弹性状态方程整理成含有10个基本未知函数的标准柯西(Cauchy)型.并通过差分法及准线性化方法,将标准柯西型的非线性偏微分方程组,变换成为能够用正交离散法编程求解的准线性微分方程组,给出了这些方程的数值解系统.应用该法计算了条形悬臂薄板在电磁场和机械载荷耦合作用下的应力及变形;讨论了其应力及变形与外加电磁参量之间的关系.