热和机械载荷共同作用下Timoshenko夹层梁的非线性分析

在精确考虑轴线伸长和基于一阶横向剪切变形理论的基础上建立Timoshenko夹层梁在热载荷和机械载荷共同作用下的几何非线性控制方程,采用打靶法数值求解所得强非线性2点边值问题,获得了两端不可移简支和两端固定夹层梁在横向非均匀升温和横向均布压力作用下的静态非线性弯曲和过屈曲变形数值解.绘出了梁的变形随载荷参数、材料厚度和长细比等参数变化的特性关系曲线,并分析和讨论了这些参数对平衡路径的影响.     

非线性本构关系下两端固定梁的弯曲变形

基于经典梁理论和非线性本构关系,研究两端固定梁在横向分布载荷作用下的弯曲问题。首先假设材料弹性模量是应变的线性函数,推导了本构关系非线性情况下弯曲问题的基本方程。运用数值方法求解该支承条件下的弯曲问题无量纲方程的数值结果,分析了本构非线性参数和载荷对弯曲变形的影响,将大挠度问题与小挠度问题结果进行了对比。结果表明:对于非线性本构关系材料的梁的弯曲问题,即使在变形较小时也应采用大挠度方程求解。     

功能梯度材料梁结构的稳定性分析

基于一阶剪切变形非线性梁理论,运用物理中面的概念推出功能梯度材料(FGM)梁稳定性问题的基本方程,分析了功能梯度材料梁在面内热荷载作用下的稳定性。分析中假设功能梯度材料性质只沿梁厚度方向、并按成分含量的幂指数形式变化;利用打靶法对所得方程进行数值求解。结果表明,两端夹紧的FGM梁在均匀热载荷或非均匀热荷载作用下时都会发生过屈曲变形。     

Winkler地基对薄圆板的非线性弯曲行为的影响

研究了Winkler地基上圆板在横向载荷作用下的弯曲问题。基于经典板理论,考虑几何方程、物理方程及平衡方程,给出了位移为基本未知量的弹性地基圆板弯曲问题的控制微分方程。采用打靶法数值求解所得非线性边值问题,获得了两种边界下圆板的弯曲变形与无量纲载荷之间的关系曲线,讨论了弹性地基系数对圆板弯曲行为的影响。结果表明:两种边界条件下,弹性地基系数越大,板的弯曲越大;相同弹性地基下,简支板的弯曲变形大于固支板的弯曲变形。     

泡沫材料圆板的非线性弯曲行为分析

研究了梯度泡沫材料圆板的非线性弯曲行为,基于von Kaman经典板理论,建立了梯度泡沫圆板在机械载荷作用下的几何非线性动力学控制方程。假设泡沫梯度的密度沿厚度方向按照幂函数连续变化,并用数值方法(打靶法)求解了周边加紧和简支泡沫材料圆板在均布载荷作用下的数值解,并给出了泡沫梯度指数与结构的弯曲变形之间的关系曲线。结果表明梯度指数、厚径比、外载荷均对圆板的弯曲变形影响明显。大量数值结果为后期的振动分析和工程应用提供了数据参考。     

形状记忆合金悬臂梁变形特性分析

基于梁的弯曲变形理论,建立了形状记忆合金梁的非线性控制方程,研究了拉压不对称系数对悬臂梁在集中载荷作用下的非线性变形的影响,分析得出相变各阶段梁截面应力分布,自由端的挠度以及相边界变化情况。结果显示,拉压不对称系数越大,中性层位移越大且最大值越靠近固定端;拉压不对称系数对受压侧相边界影响大于受拉侧;随着载荷增加,相边界整体向自由端移动且移动越来越慢。     

拉压弹性模量不等材料简支梁在横向载荷作用下的线性振动问题

采用Hamilton原理，假设线性振动为简谐响应形式，把偏微分振动控制方程化为无量纲常微分方程组．考虑横向载荷作用的大挠度，研究拉压性能不同时简支梁的线性振动规律．利用打靶法数值求解了简支梁线性振动时，横向载荷引起的弯曲挠度、中性轴位置变化以及微幅振动时的固有频率．结果表明：固有频率随着弹性模量比值非线性变化，横向载荷较大时呈现出非单调性．横向载荷的作用引起梁的抗弯刚度变化，固有频率也明显变化．     

考虑剪切效应时双模量梁弯曲变形的计算

推导出了双模量梁剪切弹性模量的表达式,采用材料力学原理证明了双模量梁中性轴位置与作用在梁上的横向外载荷无关.在考虑剪切变形的基础上,采用Timoshenko梁理论研究了双模量梁的弯曲变形问题,利用奇异函数得到了双模量梁在横向外载荷作用下的挠曲线通式.以双模量简支梁为例,给出了考虑剪切效应对双模量简支梁弯曲变形影响时的判别式,讨论分析了剪切效应对双模量简支梁弯曲变形的影响.     

充气子午胎的有限变形理论与计算

本文用有限单元方法计算了充气钢丝子午胎的有限位移变形.其中特别考虑了子午面的翘曲问题^[2],用一个称为三维轴对称变形的新型单元成功地模拟了这种特殊的变形模式.另一方面作者也考虑了充气压力载荷的随动性,将这种载荷作用下的变形计算问题归结为一个与变形后轮胎构形有关的非线性方程组求解问题.最后采用了一种特殊的修正Newton迭代法有效地得到了问题的数值解.     

点间隙约束下轴向受压弹性梁的过屈曲

基于轴向可伸缩Euler-Bernoulli梁的过屈曲精确数学模型,采用打靶法研究了点间隙约束下两端夹紧和简支弹性梁在轴向机械载荷作用下的过屈曲.着重讨论了梁的中点挠度达到给定间隙值而受到点约束后的弹性梁的过屈曲变形和内力的变化特征,给出与中点约束力相关的平衡构形和平衡路径.     

联合载荷作用下悬臂梁满应力截面设计

讨论了悬臂梁在联合载荷作用下满应力截面设计问题．首先建立了梁的力学模型,通过考虑一个微元体的平衡得到了悬臂梁满应力计算公式和设计控制方程．应用龙格库塔法解非线性方程得到了该问题的数值解,给出了截面高度随梁长的变化曲线．通过算例说明满应力梁的体积比等截面梁的体积有极大的优化．     

悬臂混凝土薄壁箱梁剪力滞效应试验研究与分析

进行了大比例伸臂混凝土薄壁箱梁在弹性范围内的剪力滞效应试验研究与分析,重点研究了伸臂混凝土薄壁箱梁悬臂部分在不同荷载作用下,荷载-挠度曲线以及不同截面处翼缘混凝土应变分布规律等问题.研究结果表明:在集中荷载作用下不同位置处截面均存在正剪力滞现象;而在均布荷载作用下不同位置处截面存在不同的剪力滞现象:支座处存在正剪力滞现象,离支座2/3悬臂长度处存在明显的负剪力滞现象.根据试验结果,得到了伸臂混凝土薄壁箱梁悬臂部分不同荷载作用下,不同截面处翼缘等效宽度计算系数,并和现行JTG D62-2004规范比较,得出规范计算结果较试验结果偏于安全.     

柔韧扁锥壳在静载荷下的非线性振动

用Green函数法，将柔韧扁锥壳在静载荷下的非线性振动问题化为等价的积分方程，并把摄动变分法应用于动力平衡方程的变分形式，得出了非线性固有频率和振幅间的二次近似特征关系。     

在EPW中采用(100)硅制作微悬臂梁凸角补偿及工艺研究

(100)硅片在EPW腐蚀液中进行各向异性腐蚀时,因在(111)侧面相交的凸角处出现一些腐蚀速率较高的晶面,使微悬臂梁凸角掩膜下的硅受到侧向腐蚀,出现严重的凸角削角现象.研究采用EPW腐蚀(100)硅片制作微悬臂梁的凸角补偿方法及制作工艺,给出采用圆形掩膜对(100)硅凸角进行补偿.实验结果表明,该方法能够较好的完成对EPW腐蚀液中悬臂梁凸角削角的补偿。     

无网格伽辽金法中权函数效率的研究

无网格法是近年来出现的一种新的数值方法,它使用移动最小二乘近似(MLS)作为其形函数,并由基函数和权函数来决定,其中权函数起主要决定作用,并在很大程度上决定了计算结果的精确性,所以很多研究人员提出了不同的权函数,比如样条权函数,高斯权函数等等.通过分析几种权函数的特征曲线和对悬臂梁的实例计算,讨论了不同权函数对计算精度以及所消耗的CPU时间的影响.计算结果表明,四次样条权函数、Gaussian权函数和指数型权函数其参数处于一个较合理的范围时,更适合作为无网格的权函数,并且发现较高光滑度的权函数比较低的更合适.     

圆孔无限大板边界受力弯曲的挠度解析公式

应用弹性力学的复变函数理论，首先导出了圆孔无限大板弯曲挠度的复Fourier级数表达式，再把孔的边界条件进行复Fourier级数展开，用待定系数法确定级数的未知系数，利用复Fourier级数的卷积及广义函数论，推导出圆孔无限大板在边界弯曲时对应于常见3种孔边界条件的挠度解析公式．对孔边固支、简支、自由的圆孔无限大板的弯曲问题可直接套用求解。     

双肢变厚度剪力墙整体稳定的能量法

根据墙肢和连系梁之间的变形协调条件，用能量法研究了高层建筑结构双肢变厚度剪力墙的整体稳定问题。所提出的临界荷载计算公式简单，易于应用，可适用于墙厚和连系梁高度均发生变化的各种情况。算例分析表明，计算结果和其他方法的计算结果吻合较好。     

基于分布式光纤传感的海底管线横向屈曲识别方法

针对传统海底管线横向屈曲识别方法无法真实反映海底管线结构状态的问题,本文以含初始缺陷的海底管线作为研究对象,基于分布式光纤传感获得的海底管线分布式结构响应,采用Euler-Bernoulli梁挠曲线计算方法建立管道屈曲位移重构算法,实现了荷载未知情况下海底管线前、后屈曲行为的定量识别。以初始缺陷幅值作为变参数,采用初始缺陷海底管线有限元分析与模型实验验证提出方法的可行性。结果表明：本文基于分布式光纤传感提出的海底管线横向屈曲位移重构算法可定量识别海底管线横向屈曲的产生及发展过程,为解决未知荷载作用下海底管线横向屈曲识别问题提供了一种可行的方法。