两相邻角点支承对边固支正交各向异性矩形薄板的弯曲解

运用辛叠加方法研究了均布荷载下两相邻角点支承对边固支的正交各向异性矩形薄板的弯曲问题。首先将正交各向异性薄板方程转化为Hamilton系统,通过计算得到对边简支问题所对应的Hamilton算子本征值及本征函数系。基于本征函数系的辛正交性及Cauchy主值意义下的完备性,求得相应Hamilton系统的通解。然后分别得到三个子问题的解,再利用叠加方法将三个子问题的解叠加得到原弯曲问题的辛叠加解,最后将得到的辛叠加解的数值结果与已有文献的数值结果进行比较,验证了所得解析解的正确性。     

薄板自由振动虚边界元解法

依据虚边界元法思想,提出一种求解薄板自由振动问题的新算法,通过采用薄板弯曲问题的静力基本解建立了薄板自由振动问题的虚边界积分方程,及满足边界条件和域内点动力位移方程,将薄板自由振动问题转变为代数特征值问题,可直接求解,与边界元直接法相比,本方法无需处理奇异积分,避免了“边界层效应”,而且思想简单,计算省时、方便,算例证实了本方法的可行性和计算精度。     

薄板大挠度弯曲问题的DRM-MFS无网格方法

在介绍薄板大挠度问题的控制方程及其推导过程的基础上,根据渐近迭代方法,分别用DRM方法和MFS方法近似特解和齐次解,得到求解薄板大挠度弯曲问题的DRM-MFS无网格近似方法,再通过数值算例验证方法的有效性及准确性.     

弹性矩形薄板问题的辛几何法

利用辛几何的方法推导出了求解弹性矩形薄板问题的理论解，为寻求在各种边界条件下这类问题的解析解莫定了理论基础．给出了数值实例来验征公式推导的正确性.     

用边界元素法分析薄板弯曲动力响应

本文采用薄板静力弯曲问题的奇異解建立薄板弯曲动力响应问题的基本积分方程组.在拉普拉斯空间中利用边界元素法分析板的弯曲动力响应,通过数值拉普拉斯逆变换获得板的实际状态.该方法适用于板对任意规律外激励的弯曲动力响应问题.对于自振问题,本文给出的算式退化为文献[1]所得到的算式.     

无拉力Winkler地基上板弯曲问题求解的广义协调元法

为求解无拉力 Winkler地基上厚、薄板受任意荷载作用板弯曲问题 ,以广义协调理论为基础 ,从板 -地基接触系统的分区广义势能泛函出发 ,通过建立和分析板单元区、地基单元区和连接板 -地基的接触单元区的势能泛函 ,提出求解板 -地基接触问题的广义协调元法 ;并构造了两个广义协调矩形板 -地基接触单元 FZC11和 FZC12。应用单元 FZC11和 FZC12的数值计算验证了按文中方法构造单元分析无拉力 Winkler地基上板弯曲问题是有效的。     

有限分析法计算薄板弯曲问题

本文用有限分析法求解薄板的弯曲问题，推导的相应的有限分析代数方程组，给出了计算实例，给出了计算实例，计算结果表明，该方法是一种有效的解析与数值结合方法。     

局部均布荷载作用下四边支承矩形板的内力计算

以矩形板的Navier解为基础，采用带补充项的傅里叶级数作为挠度函数，研究了局部均布荷载作用下四边支承矩形薄板的弯曲问题. 推导了确定待定系数的线性代数方程组，给出了简支边和固支边不同组合条件下的统一计算公式. 讨论了带补充项法级数解的收敛速度，并与叠加法级数解及有限元数值解分别进行了精度和计算量的对比. 结果表明，带补充项法的级数解达到收敛的级数项数约为40项. 带补充项法的级数解与叠加法级数解具有同样的求解精度. 有限元解随网格的细分，计算结果逐渐接近级数法解. 级数解法的计算量与有限元解法相比是微不足道的. 研究成果适于进行构筑物顶板受局部均布荷载作用的结构计算.     

土压力作用下深井式地下停车库衬砌变形分析

建设深井式地下停车库成为缓解停车难这一问题的有力措施.停车库衬砌变形过大会产生裂缝,影响车库的抗渗性能,研究衬砌的变形规律,并控制其变形具有重要意义.依据假定条件,将侧向衬砌板简化成三边固定,一边自由的矩形薄板,将地下结构空间问题转化为弹性力学平面问题,从而大大简化计算量.使用差分法和有限元法分别推导薄板在均布荷载和三角荷载作用下的位移数值解,并与文献理论解对比.结果表明,均布荷载作用时,在板中部附近隆起,而三角荷载作用时,在板自由边跨中隆起.相对于有限元解,差分解与文献理论解更为接近,表明了计算方法的可行性.利用差分法,分别计算薄板在静止土压力、主动土压力、被动土压力作用下的位移解,为工程设计提供参考.     

钢筋混凝土无柱帽式无梁楼盖板的弯曲分析

将整体双向钢筋混凝土无柱帽式无梁楼盖视为支承于等矩柱网上的正交各向异性板,依据ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ薄板理论,利用变形的对称性,并借助Ｆｏｕｒｉｅｒ求解方法,给出了均布荷载作用下楼盖板弯曲挠度的解析解。本文解析解收敛很快,使用较为方便,对该类问题的工程设计有一定的参考价值。     

粘贴片材加固曲梁的界面剪应力计算研究

针对工程中广泛存在的曲梁加固问题,其剥离失效主要和贴片层与原梁之间的界面应力有关。研究了一种粘贴片材加固曲梁的界面剪应力计算解析法。根据粘贴片材加固梁的变形协调条件,从推导片材加固一般梁的界面剪应力微分控制方程出发,引入粘贴片两端部的边界条件,推导出界面剪应力的一般解析解显示表达式,并将其应用于加固曲梁的界面剪应力分析。对于不同的载荷条件与梁结构,只需计算出原梁结构所承受的剪力、弯矩和轴力即可采用所推导的解析解计算加固梁的界面剪应力。最终利用所研究的方法分析两种载荷作用下,不同曲率半径的曲梁采用碳纤维增强复合材料加固的界面剪应力的分布。数值算例表明该方法计算简便,求解精度高。     

可渗透弹性悬臂梁式薄板横向绕流变形分析

采用相容拉格朗日-欧拉法,求解可渗透弹性悬臂梁式薄板在理想流体横向绕流下的小变形问题。通过具体算例,分析了流速、板的几何尺寸及渗透参数对可渗透弹性悬臂梁式薄板挠度、应力大小的影响。假设弹性薄板的孔很小且均匀分布,不会对其弯曲刚度及外部流场产生影响,忽略小孔所造成的阻力。根据弹性薄壳理论和接触面动力学方程得到可渗透弹性梁式薄板的变形方程。利用线性渗透关系式及质量守恒定律求解薄板的阻滞压力。采用泰勒展开方法得到挠度函数和引起薄板变形的流体势函数待定参数的方程式,解方程求出待定参数,即得到薄板横向绕流发生小变形的挠度,进而可求出应力分量。     

自然边界元法在弹性圆形薄板弯曲问题中的应用

我国学者冯康、余德浩等首创自然边界元法 ,并已成功地研究了调和方程及双调和方程边值问题的自然边界归化方法。本文根据双调和方程边值问题的自然边界归化原理 ,得到了圆形薄板弯曲挠度的泊松积分公式及其边界内力的自然积分方程 ,利用强奇异积分的数值计算方法 ,求得了圆形薄板的弯曲解 ,从实践上证实了这种方法的可行性。     

薄板中弯曲波的特性阻抗

对薄板波动方程的一般解应用边界条件得到无限大薄板中弯曲波的解。进一步得到弯矩特性阻抗和剪切力特性阻抗的表达式,并给出了阻抗的曲线图。     

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。     

轴向运动薄板的自由振动分析

首次利用解析法求解了轴向运动薄板的自由振动问题,并对解析结果进行了Galerkin法验证。基于Kirchhoff薄板理论,根据Hamilton原理推导轴向运动薄板自由振动的控制方程,分别采用解析法和Galerkin法求解控制方程,得到了四边简支条件下系统固有频率的解析解和数值解。同时,得到了第一阶临界速度的解析表达式。轴向速度为零时,对比了解析解、Galerkin数值解和ANSYS软件解,三种方法所得结果高度吻合。随后对比了不同速度条件下的解析解与Galerkin解,分析了预应力与临界速度的关系。发现在低速条件下离心力是影响系统振动的主要因素,科氏力影响可忽略;第一阶固有频率的解析解仅适用于低速条件,高阶固有频率的解析解适用的速度范围大。     

A New Approximate Fundamental Solution for Orthotropic Plate

A weight double trigonometric series is presented as an approximate fundamental solution for orthotropic plate. Integral equation of orthotropic plate bending is solved by a new method, which only needs one basic boundary integral Eq., puts one fictitious boundary outside plate domain. Examples show that the approximate fundamental solution and solving method proposed in this paper are simple, reliable and quite precise. And they are applicable for various boundary conditions.     

变厚度矩形薄板弯曲问题的GD法研究

针对矩形薄板的线性挠曲控制微分方程及边界条件,在空间域采用GD法离散,得到求解以薄板各节点弯曲挠度为全部待定参数的线性方程组,只需一次求解该方程组即可得到各节点的弯曲挠度,再用高阶La-grange插值即可得到薄板全域内任意点的挠度.     

平面定常Navier-Stokes方程组的有限元方法

本文讨论平面定常流函数Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组的有限元方法及其收敛性，并且证明： 只要有限元空间具有逼近性，紧致性且通过广义分片检验，则当Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组的 解是唯一时，有限元解是收敛的；特珠地，本文证明了：用收敛的薄板弯曲单元求解这一 方程也是收敛的；进一步，当雷诺数足够小，Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组的解的正则性满足薄 板弯曲时解的正则性要求时，有限元解的误差关于ｈｒ的量级与薄板弯曲的情形是一致的。     

非均质地基弹性薄板分析的Green函数法

本文对非均质地基弹性薄板的静力、自由振动和动态响应进行了详细的研究。在静力和动力分析中统一应用薄板静力弯曲的奇性控制方程的基本解作为其 Green 函数,避免应用复杂的动力问题基本解,使动力分析大为简化。本方法是一种特殊的边界元法。它不须计算奇异积分,能分析具有任意边界形状和任意边界条件的非均质地基弹性薄板,还能方便地分析单点或多点支承板以及连续板。算例表明本方法兼具计算量小而精度高等优点。