群桩间“加筋与退帘”相互作用研究

提出了桩间“加筋与遮帘”作用的计算方法．单桩的桩土作用关系采用荷载传递曲线，根据弹性理论Mindlin方程求解群桩间相互作用．依据弹性叠加原理，建立了杆系结构有限单元法与荷载传递迭代法相耦合的群桩沉降计算混合法．在编制的群桩沉降分析计算程序GPSAl中，采用本文提出的计算方法成功地计算了群桩间的“加筋与遮帘”作用．同时，在计算桩间影响系数时，考虑了桩周介质压缩层厚度有限的边界条件．本文的计算方法，可作为群桩沉降分析研究的参考．     

群桩间"加筋与遮帘"相互作用研究

提出了桩间"加筋与遮帘"作用的计算方法.单桩的桩土作用关系采用荷载传递曲线,根据弹性理论Mindlin方程求解群桩间相互作用.依据弹性叠加原理,建立了杆系结构有限单元法与荷载传递迭代法相耦合的群桩沉降计算混合法.在编制的群桩沉降分析计算程序GPSA1中,采用本文提出的计算方法成功地计算了群桩间的"加筋与遮帘"作用.同时,在计算桩间影响系数时,考虑了桩周介质压缩层厚度有限的边界条件.本文的计算方法,可作为群桩沉降分析研究的参考.     

弹性细杆静力学的薛定谔粒子波动比拟

研究弹性细杆静力学的薛定谔粒子波动比拟。类似于Kirchhoff动力学比拟,依据弹性细杆曲率平衡微分方程与一维定态非线性薛定谔方程数学形式的相似性,给出两者的动力学比拟关系,称为Schr?dinger粒子波动比拟。基于比拟关系,给出弹性细杆方程的Jacobi椭圆函数解,并画出此解所描述的弹性细杆的空间位形。Schr?dinger粒子波动比拟建立了波函数的量子态与弹性细杆的几何构型的对应关系,给予波函数的量子态直观的几何图像,为弹性细杆方程的求解提供了新的途径。     

非保守粘弹性杆稳定性的差分解法

用有限差分法得到了经典约束下的粘弹性杆在随从力作用下的复特征值方程，再用拟牛顿法求解，得到了简支和悬臂非保守粘弹性杆的一阶复特征值问题的复频率的实部和虚部与随从力的关系曲线．而非保守弹性杆的问题可作为本文的特例．     

两端任意线弹性支承的压杆稳定性研究

基于挠曲线近似微分方程,对两端任意线弹性支承的压杆用10个初参数,建立了其处于微弯曲平衡状态时统一的变形方程、静力平衡方程和物理方程。由齐次线性方程组有非零解的条件,导出了求解临界压力的特征方程。验证了在完全理想支承下计算临界压力的欧拉公式仅是本文导出公式的特例,同时以六个非完全理想支承的压杆为例,计算其长度因数。系统地解决了两端任意线弹性支承的压杆临界压力的计算问题。     

带静电斥力的弹性杆的数值方法和结构分析

由于DNA分子之间存在静电斥力能防止弹性杆之间相互穿越,与普通弹性杆不一样。为研究DNA分子在静电斥力作用下,其结构形状受静电斥力影响的情况,给出了DNA在存在静电斥力作用下超细长弹性杆的平衡方程,利用递推方法建立了求解平衡方程的数值方法,并给出了超长弹性杆在静电斥力作用下的图形处理的计算实例和分析,该平衡方程和算法为研究大分子的结构提供了一种新方法。     

杆系结构的弹性冗余度及其特性分析

摘要：
为区别常规冗余度概念，给出了弹性冗余度定义.鉴于杆系结构的弹性冗余度与几何拓扑及弹性刚度有关，通过对势能方程求解微分，得到结构的平衡方程、物理方程和几何协调方程；将几何协调方程线性化，代入平衡方程和物理方程，得到弹性冗余度的计算公式，并用Matlab编程实现该算法.经典算例揭示了杆系结构的弹性冗余度特性.
关键词：
杆系结构； 冗余度； 弹性冗余度
中图分类号： TU 353
文献标志码： A     

横观各向同性土中大直径桩的纵向振动分析

桩-土动力特性研究一直是桩基工程领域的重要问题,针对受纵向振动荷载下的横观各向同性土中大直径桩动力特性进行研究。基于横观各向同性材料本构方程,忽略土体径向位移,建立轴对称条件下土体的动力平衡方程,结合边界条件求解方程,得到土体的位移和剪切力表达式。根据Rayleigh-Love杆模型建立大直径桩的纵向振动平衡方程,结合边界条件求解得到大直径桩在横观各向同性土中纵向振动的解析解,随后分析了桩土参数对土体、桩顶动力响应的影响。将理论解进行退化分析,并将理论解与数值模拟解进行对比,进而验证了该理论解的正确性。     

端点系有集中质量的串联弹性杆的纵振动

一端固定,另一端系有集中质量的串联弹性杆的纵振动问题是一种不规范的施图姆-刘维尔本征值问题,用分离变量法求解,得到本征值满足的超越方程,数值计算其本征值,得到串联弹性杆纵振动的级数解,进一步讨论了集中质量质点的振动模式和系统的能量问题.     

双温度广义热弹问题的一维动态响应

基于双温度广义热弹性理论,研究了有限长杆的热弹动态响应问题.杆两端固定,受移动热源作用.给出了双温度广义热弹性理论下问题的控制方程,并借助拉普拉斯积分变换及其数值反变换对控制方程进行求解.经计算,得到了杆内无量纲应力、位移、传导温度、热力学温度随时间和移动热源速度的变化规律.结果表明,杆中的无量纲应力、位移、传导温度、热力学温度随热源速度的增大而减小.     

超细长弹性杆的动力学模型及动力学方程解的存在性

在kirchhoff弹性杆理论框架下,考虑可以扭转、弯曲、剪切、拉伸并受到内力作用的弹性杆模型.在截面主轴坐标系下,建立了利用剪切拉伸向量描述的运动弹性杆的动力学模型;根据Doliwa和Santin提出的曲线运动方程的可解性理论,利用Lax方程可解性,分析了该动力学模型解的存在性,为对这一类动力学方程进行数值求解和数值模拟提供了理论依据.     

饱和土中变截面大直径桩纵向振动理论解和数值解对比分析

基于饱和多孔介质理论,对饱和土中变截面大直径桩的纵向振动特性进行研究。首先根据饱和土动力控制方程,得出大直径桩侧土体复刚度,桩底采用黏弹性支承,再将桩身按变截面分段,采用能考虑横向惯性效应的Rayleigh-Love杆模型建立大直径桩的动力方程。结合初始条件、边界条件和连续条件,利用阻抗递推法求解变截面大直径桩-土动力方程耦合方程得出桩顶频域解析解,通过卷积定理和逆傅里叶变换得出桩顶速度时域半解析解。然后利用ANSYS/LS-DYNA建立有限元模型,将数值解和理论解在桩身存在软硬夹层、变截面以及变截面段桩的长度和位置变化等情况进行了对比分析,利用数值计算解验证了理论计算模型的正确性。     

平面圆弧杆(或圆环)平衡问题的矩阵解

小曲率等截面圆弧杆或圆环在工程上应用甚广~([1-3]),但求解方法颇为繁琐。本文从双曲率弹性线的基本方程出发,按外载形式把圆弧杆(或圆环)的问题分解为圆弧杆平面内和垂直于圆弧杆平面两类,每类求解6个一阶微分方程组。采用特征向量法求其基本矩阵解。因此,所得到的解答具有一定的规范化,从而为进行电算创造条件。     

线荷载积分方程法分析嵌于粒状半空间的竖桩

本文采用线荷载积分方程法对轴向受力的刚性桩和弹性桩作了分析,认为桩是嵌于粒状材料半空间的,问题归结成弗雷德霍姆(Fredholm)第一类积分方程,并给出了数值结果。     

层状地基中单桩性状的积分方程解法及其参数

采用积分变换和传递矩阵方法得到弹性层状地基轴对称问题的基本解，按照虚拟桩法建立分析模型，推导出层状地基中单桩求解的第二类Fredholm积分方程，对其进行数值计算．编写了层状地基中单桩分析的计算程序，可求得桩身各点处的轴力、剪力和位移等主要性状．与经典弹性解答相比，本方法在理论上较严密，适用范围和求解结果也更为丰富．为考察地基土成层性对单桩性状的影响，还对几种典型层状地基中的单桩进行了参数分析．     

基于钻孔测斜数据的抗滑桩受力状态研究

结合刚性桩和弹性桩受力特点与桩身测斜监测数据规律,将桩身测斜数据分为抛物线状与射线状两大类,并研究了3种桩身受力反分析方法的适用范围;其中挠度微分方程与差分方程适用于监测数据呈抛物线,抗滑桩为弹性桩;材料力学近似求解法适用于监测数据呈射线状,抗滑桩为刚性桩。最后以龙家岩滑坡的抗滑桩桩身钻孔测斜数据为例,证明该分析方法的可靠性。     

耦合质量对饱和黏弹性土中桩纵向振动的影响分析

基于Biot理论,在频率域内研究了考虑质量耦合效应的饱和黏弹性土中桩的纵向耦合振动特性.采用Novak薄层法得到了饱和黏弹性土的位移、应力等的解析表达式.将桩视为Euler-Bernoulli杆,给出了饱和黏弹性土中端承桩纵向振动的动力方程.根据桩土连续性条件,得到了桩顶的复刚度表达式.与Novak解进行了对比,并考察了饱和土和桩各参数对桩顶动态刚度因子和等效阻尼的影响.结果表明:耦合质量项对桩顶复刚度有较大影响;桩土模量比对桩纵向振动特性的影响与桩长径比的取值有关.     

曲杆有限元与拱的临界载荷算法

从初应力位形上附加变形的场论出发,提出弹性屈曲问题的控制方程和变分原理的普遍形式;在这个理论框架下,通过降维处理,导出平面拱弹性屈曲问题求解临界载荷的变分方程、控制方程以及相应的线性齐次微分方程的特征值问题;进一步放弃平截面假设,考虑剪切变形,给出曲杆截面含6个自由度的一维有限元法算法.推导过程和计算结果表明,该理论体系导出曲杆有限元方程准确,易于数值实施,计算结果更符合实际情况.     

非线性弹性地基上具有传力杆的中厚矩形板的非线性静力分析

以非线性弹性地基上中厚矩形板为研究对象,探讨了非线性弹性地基上具有传力杆的四边自由中厚矩形板的非线性静力特性．根据Reissner中厚板理论,建立了非线性弹性地基上具有传力杆的四边自由中厚矩形板的非线性静力控制方程,构造了一组满足全部边界条件的试探函数,并运用伽辽金法求解该组非性方程．根据数值计算的结果,讨论了中厚矩形板结构参数、地基参数及传力杆参数对非线性弹性地基上具有传力杆的中厚矩形板的非线性静力特性的影响．     

非线性圆杆波导波动方程的显式精确解

对计入横向惯性效应后的非线性弹性圆杆波导纵向波动方程进行了分析。 通过引入试探函数, 把难于求解的非线性偏微分方程化为易于求解的代数方程,然后用待定系数法确定相应的常数,从而简洁地求得了方程的精确解。