对边简支对边滑支三维矩形层合板的精确解

在状态空间体系下,研究四边简支层合板壳精确解的文献较多,而关于其它边界条件问题的文献却不多见。根据矩形板一对对边简支(simply supported)另一对边滑移(slippery surface)的边界条件特征,构造了状态变量三角函数形式表达式。然后,基于三维的状态空间方法,将状态变量以级数形式展开,推导了相应的三维状态方程。借助四边简支矩形层合板的求解方法,给出了矩形层合板表面受均布压应力作用下的数值实例。从数值结果和位移图形可以看出,本文的矩形层合板弯曲变形具有明显的圆柱弯曲特征,其数值结果可作为其它数值法的标准解。     

任意厚度层合圆板的轴对称弯曲

从三维弹性力学基本方程出发,建立了横观各向同性层合圆板轴对称弯曲问题的状态方程,并给出问题的解析解。此解满足弹性力学全部方程,计及了所有独立的弹性常数,并满足层间连续性条件。     

具有固支边横观各向同性叠层地基板的三维解

抛弃任何有关位移或应力模式的人为假定,引入δ－函数,导出具有固支边横观各向同性叠层地基板在任意荷载作用下的状态方程。给出薄的、中厚的强厚的叠层地基板的精确解。其解满足弹性力学的所有方程,并计及每一叠层的5个弹性常数。可求出层间和板内任意处的位移和应力分量以及地基反力。     

分析FRP补强结构的状态空间有限元法

文章应用分区变分原理和状态空间有限元法分析FRP补强的层合板;在板的平面内划分有限元网格,根据混合变分原理分别建立层合板和补片的状态方程;沿厚度方向求解状态方程分别得到层合板和补片上、下表面之间的关系,再根据板与补片之间的协调条件建立补强结构的整体求解方程.该方法综合了状态空间法与有限元法的优点,如能同时满足层间位移和应力的连续条件和方便处理边界条件等.算例表明用所提出的方法求解补强结构是非常有效的.     

基于弹性力学的钢桥面铺装层应力分析

针对钢箱梁桥面易发生破损和开裂的问题,基于二维弹性力学理论,推导出常温下汽车荷载作用下钢箱梁桥面铺装层应力分布的解析表达式。以广东马房大桥的超高韧性混凝土(STC)桥面铺装新体系为例,分析了STC铺装层厚度和箱梁横隔板尺寸对桥面铺装应力和变形的影响。与文献值、有限元解以及现场实测数据进行对比,证明了本文分析模型与计算方法的合理性与有效性。结果表明:随着横隔板尺寸的增大,横隔板处铺装层的拉应力呈对数递增,而跨中铺装层的压应力呈指数递减;在横隔板刚度和强度足够的条件下,减小横隔板腹板的厚度能减小横隔板处铺装层的最大拉应力;保持STC铺装的总厚度不变,路面的最大应力随STC层厚度的减小而增大;适当增加高弹模层的厚度能有效提高桥面的刚度并减小铺装层的最大应力。研究结果为钢桥面STC铺装的设计和箱梁横隔板截面尺寸的选取提供了参考。     

纵横向荷载联合作用下强厚度叠层矩形板的精确解

抛弃任何有关位移或应力模式的人为假设,在文献(1)、(2)的基础上,引入δ-函数,对强厚度叠层矩形板在纵向与横向荷载联合作用下建立其状态方程。给出本问题的精确解析解,此解满足全部弹性力学方程,并计及了所有独立的弹性常数。无论层数多少,最后都归结为求解三元一次代数方程组。     

叠层双曲率厚壳静、动态问题的分析解

本文抛弃任何有关位移或应力分布的假设,在正交曲线坐标系下,对正交异性双曲率厚壳建立其状态方程。根据层问应力和位移协调条件,对具有正交异性层的周边简支的层合双曲丰厚壳的静力和动力问题,利用Cayley-Hamilton定理一次求解全部未知量。无论层数多少,最后都归结为只需求解三元一次代数方程组。此解满足所有弹性力学基本方程,并计及了全部弹性常数。可得到任意需要的精度。数值结果与文献[3]及[6]作了对比,结论令人满意。     

层合圆板轴对称自由振动问题的精确解

本文从三维弹性力学基本方程出发,抛弃任何有关位移模式和应力分布的假设,建立了横观各向同性层合圆板轴对称自由振动问题的状态方程。给出了本问题的精确解式。此解满足弹性力学全部方程,并计及了所有独立的弹性常数。无论层数多少,最后都归结为解二元一次联立代数方程。数值结果和Reissner理论、Mindlin理论以及有关文献作了对比,结果令人满意。     

层合板有限元法在钢丝网水泥平板中的应用

本文采用四结点20自由度的矩形板单元,对任意铺层层合板的弯曲-拉(压)耦合问题进行了有限元分析,计算出板的位移、内力、应力,应变和极限荷载.其计算程序适用性较广,也可用于各向同性板的弯曲-拉(压)耦合问题.对文献中的一些算例进行了计算,计算表明,对于非对称铺设的层合板,耦合作用不能忽略.对钢丝网水泥平板以及钢丝网水泥/玻璃钢复合的层合板除计算外,还进行了试验,二者结果较为一致.试验还表明,复合层合板的承载能力较之钢丝网水泥板的承载能力大为提高.     

基于MCM全反射模型的镀锌层质量测量方法

提出一种基于TXRF(Total-Reflection X-ray Fluorescence)的锌层质量标准曲线的理论计算方法.该方法首先利用材料参数和射线源参数建立MCM(Monte Carlo Method)物理模型.然后将某冷轧厂的标准镀锌板锌层厚度值输入仿真物理模型,得到各标准板对应的荧光光子注量.最后将厚度值对光子注量作图建立标准测量曲线,相关系数为0.9992.在相同实验条件下,测得未知镀锌板的荧光光子注量,通过插入法在标准曲线上得到相应的锌层厚度,并与多种方法进行测量比对.结果表明:所提出的计算方法可应用于锌层单位面积质量为50～140 g·m~(-2)的常规镀锌板测量.     

层合压电压磁耦合弹性介质圆板的状态变量解

从横观各向同性层状压电、压磁耦合弹性介质材料的基本方程出发，导出了压电、压磁圆板在轴对称变形中的状态变量方程，并对其进行有限Hankel变换，得到一组常系数的常微分方程，再通过Cay]ay-Hamilton原理和利用传递矩阵方法导出了层合压电、压磁耦合弹性介质圆板的状态变量解．     

叠层板自由边应力分析的状态空间法

从三维弹性力学基本方程出发,通过假设自由边的边界位移函数,建立了正交异性叠层板的状态方程,给出了对边自由,对边简支矩形板的解析解。此解计及了所有材料常数,且满足叠层板的基本方程和层间连续条件。为便于分析自由边的应力,该文根据叠层板的变形情况和边界条件假设位移函数,比较容易处理自由边条件。算例表明,数值结果具有较高的精度。     

多种边界条件下正交异性厚板的精确解

本文从三维弹性力学出发,抛弃任何假设,导出正变异性体的弹性力学问题的状态方程。给出四边简支任意厚宽比的矩形板在任意荷载下的精确解。并在此解的基础上,利用功的互等定理,得到板域内的解的形式具有不变性的结论。给出了具有固支边和简支边的厚板的精确解。通过对悬臂板解法的分析,证明了该方法适用于任意边界条件。     

变温场中正交异性叠层闭口厚柱壳的解析解

基于三维热弹性力学的基本方程,引入状态空间理论,建立了正交异性叠层闭口柱壳在非均匀变温荷载作用下的状态方程,并给出了热应力问题的精确解。本数值结果与ＳＡＰ５有限元解吻合较好。     

具有自由边的层合开口柱壳弯曲问题的解析解

从三维弹性力学基本方程出发，通过假设自由边的边界位移函数并选择适当的级数形式解函数，建立了正交异性层合开口柱壳的状态方程，给出了具有自由的层合开口柱壳的解析解．此解计及了正交异性材料的所有弹性常数，且满足层合壳的基本方程和层间连续条件．为证实本文方法的有效性，给出了数值算例，并与解析解和半解析解模型的结果作了对比，结果令人满意．     

半空间地基与正交异性矩形中厚板相互作用解析解

将3个广义位移变量描述的正交各向异性矩形中厚板的控制方程,与基于弹性半空间地基受任意竖向荷载作用的位移积分解建立的板与地基变形协调方程相结合,用三角级数法,得出弹性半空间地基上四边自由正交异性矩形中厚板受任意竖向荷载作用的解析解.用该方法对算例进行计算,并将其数值结果与文献结果进行对比,发现吻合良好,说明了该方法的有效性.     

四边简支厚板的三维弹性分析

将三维矩形板的位移变量按双三角级数展开 ,导出位移形式的平衡方程 ,以 3个位移分量及其一阶导数为状态变量 ,建立状态方程 .考虑四边简支边界条件 ,得到了四边简支正交各向异性三维矩形板的精确解 .由给出的均布载荷下的不同厚跨比及不同长宽比的矩形板计算结果可知 ,与已有的理论解以及有限元计算结果非常吻合 ,且级数收敛速度很快     

弹性半空间地基上正交异性矩形中厚板的弯曲

为了分析弹性半空间地基上正交异性矩形中厚板的弯曲解析解,将3个广义位移变量描述的弹性半空间地基上四边自由正交各向异性矩形中厚板的弯曲控制方程,与基于弹性半空间地基受任意竖向荷载作用下的静力位移积分解建立的板与地基变形协调方程相结合,用三角级数法,得出弹性半空间地基上四边自由正交异性矩形中厚板受任意竖向荷载作用下的弯曲解析解,即得出了地基反力、板的挠度及板的内力的解析表达式。研究结果表明,该方法克服了数值法的弊端,取消了Winkler地基模型或双参数地基模型的假设,从而得到板的内力及地基反力更合理、更精确的分布规律。     

层合厚板稳定问题的精确解

本文抛弃任何假设,导出正变异性厚板和层合厚板的三维弹性力学稳定问题的状态方程。对四边简支矩形层合厚板的稳定问题,给出其统一的精确解式。此解满足弹性力学全部方程并包含正交异性体的九个弹性常数。无论层数多少,最后都归结为解三元一次联立代数方程。数值结果与薄板理论、Mindlin理论以及Srinivasand Rao(1970)的弹性力学解作了比较,精度令人满意。