弹性力学平面问题求解的哈密顿体系

传统的弹性力学求解采取消元法,使微分方程的阶数提高.由于方程的复杂程度,一般情况下都得不到解析解,而多以半逆法(即某种凑合法)求解,其缺点是缺乏一般性,而且往往得不到全部的解.以中科院院士钟万勰为首的力学工作者使弹性力学的求解从传统的拉格朗日体系导向哈密顿体系,实现了求解体系的更迭,不仅可以得到用半逆法得到的经典解,而且从解析的角度得到了一些新的解,从而显示了新体系强大的生命力.本文就弹性力学的平面问题,在矩形域内把它导向哈密顿体系.由于篇幅的限制,文章也只做到导入哈密顿体系,至于进一步具体的求解计划在另文中再继续深入讨论.     

均布载荷作用下十次对称二维准晶梁的辛解析法

基于十次准晶弹性力学的基本方程，给出十次准晶梁Hamilton对偶方程。利用分离变量法获得了侧边为齐次边界条件的平面问题的基本解，并将求解方法推广到非齐次边界条件情形，进而给出了通解的一般表达式。在此基础上，讨论了受均布载荷的十次对称二维准晶悬臂梁问题，依据边界条件确定了通解中的待定系数，得到了声子场和相位子场应力和位移的解析表达式。     

ψ函数在推求弹性力学全平面基本解中的应用

1 引言弹性力学平面应变问题的新的通解为式(2)中μ——泊松比；G——剪切弹性模量。本文采用上述的ψ函数推导了弹性力学全平面问题的不连续应力和不     

弹性地基上固支矩形中厚板弯曲问题的辛方法研究

利用Hellinger-Reissner二类变量广义变分原理,推导了弹性地基上中厚板弯曲问题的哈密顿求解体系,采用辛几何方法对全状态相变量进行分离变量,按本征函数展开法得到问题的辛本征通解.由于在求解过程中不需要事先人为选取挠度函数,而是从地基上中厚板弯曲的基本方程出发,直接利用数学方法求解,使得这类问题的求解更加合理...     

对称变形的矩形深梁的精化理论

基于弹性理论，不作任何预先假设，利用Papkovich－Neuber通解和Lur’e算子方法，从对称变形矩形深梁的二维理论出发，系统直接地得到不同形式的一维方程．这些方程构成了对称变形梁的精化理论，表明梁的位移和应力分量可以由梁的中面横向正应变和位移表示．对于梁表面不受载荷的情况，得出弹性梁的精确方程，由两个控制微分方程组成：二阶方程和超越方程．对于梁表面承受载荷的情况，分别导出在法向载荷和切向载荷作用下的近似控制微分方程和相应的解，并修正了经典的拉压问题的应力假设．作为例子，研究表面受到沿梁长指数分布载荷的拉压梁，获得了分析解的精确表达式．     

周期法向载荷下一维六方准晶非周期平面的裂纹问题

应用一维六方准晶非周期平面线弹性力学理论,提出被周期直裂纹削弱的一维六方准晶非周期平面的第一基本问题,通过借鉴并改进经典弹性力学中周期弹性平面理论的方法和技巧,对问题进行求解.取特殊情况,得到了周期法向对称载荷下及周期均匀法向对称载荷下的应力函数.     

正交各向异性弹性平面问题的ψ函数的进一步应用

给出了正交各向异性弹性力学平面问题通解中△＝０时的两种基本解，并将正交各向异性基本解转化为各向同性基本解。     

考虑横向剪切效应的矩形板的弯曲

对于各向同性弹性厚板的 E.Reissner 基本方程的通解结构已在〔3〕中作过研究.本文全面地讨论了在板平面内各方向上和与之垂直方向上具有不同弹性性质的 E.Reissner 厚板基本方程的通解结构.根据这种通解结构和广义函数理论求出了非各向同性弹性的两对边简支的矩形板在集中载荷作用下的一般解和 Green 函数.最后,对本文理论和方法的应用范围作了一些讨论.     

单柔体动力学拟哈密顿原理的推导

多柔体动力学对空间探索和宇航事业的发展起着非常重要的作用,而单柔体动力学又是多柔体动力学的基础,目前,人们对航天器动力学的研究,所作的工作在数值算法上较多,真正在解析上和理论上做的工作较少。从现有的文献可以看出,不少学者采用变分原理建立柔体动力学控制方程,尤其是哈密顿原理,并且大多数都是直接综合一般力学的哈密顿原理和弹性力学的势能原理建立柔体动力学的控制方程。本文从单柔体动力学的基本方程(该方程可以由微元法得到)出发,利用变积方法推导出其拟哈密顿原理,再通过对所得的泛函求驻值条件得到单柔体动力学的控制方程,并对其作分析和讨论。     

压电材料平面问题的一般解及其在Trefftz法中的应用

从压电介质平面问题的基本方程出发,应用求解弹性力学偏微分方程组一般解的统一理论,引进位移函数Ψ,导出了压电材料平面问题的一般解及相应的完备解系,同时给出了压电材料平面问题的Trefftz型边界积分方程,并简要地讨论了该一般解在Trefftz法中的应用.     

关于弹性回转体问题的直接方法

基于哈密顿体系辛几何空间，建立一套解决弹性回性体问题的直接方法。可以证明所有的轴对称问题和反轴对称问题相互解耦，而且它们瓣解都属于哈密顿算矩阵的零本征解；加上非零本征解从而形成完备的解空间。得到一些总是的完备解。     

无穷维Hamilton算子的可逆性

利用空间分解方法研究了无穷维Hamilton算子的可逆性.得到缺项算子矩阵可补为可逆无穷维Hamilton算子,且其逆的一个子块为已知的等价条件,并给出该问题的所有解;此外,还研究了一般的可补为可逆无穷维Hamilton算子的问题.     

面内变刚度矩形薄板自由振动问题的辛弹性分析

基于辛弹性的方法分析了变刚度矩形薄板的自由振动问题.假设矩形板的弯曲刚度沿板的长度方向呈指数函数变化而泊松比为常数,利用变分原理将其导入辛体系,并应用分离变量法和本征值展开给出了求解面内变刚度矩形薄板自振频率的一种解析方法.这种方法不同于传统的逆解法或者半逆解法,它不需要提前假设试函数,是一种更为理性的正向的求解方法.通过这种方法可以得到变刚度板自由振动的频率方程,数值算例表明该方法计算简便、结果精确,可以得到变刚度板的各阶自振频率.在此基础上,详细研究了不同边界条件下,梯度指数、泊松比以及长宽比对变刚度板自振频率的影响.     

层状压电压磁弹性介质空间问题数据分析处理

从横观各项同性层状压电压磁弹性介质空间问题出发,利用状态变量法和0层面的边界条件,得到适用于计算不同状态变量的关系矩阵,以及状态变量表示的多层压电压磁弹性介质在Hankel变换空间中的解。在选择性计算的基础上,对不同的状态变量分别采用各自的方式修正关系矩阵,有效地避免了直接计算所产生的计算结果失真现象,为解决诸如此类的更复杂的问题奠定了理论基础。     

状态空间法求解层状压电压磁非轴对称问题

从横观各向同性压电压磁介质空间非轴对称问题的控制方程出发，给出了层状压电压磁介质空间非轴对称问题的状态变量方程．对状态变量方程进行Hankel变换，将其转化为矩阵表示的常微分方程组．利用Cayley-Hamilton定理，得到了以状态变量表示的多层半无限压电压磁介质在Hankel变换空间中的解．根据传递矩阵方法，导出了多层压电压磁介质空间非轴对称问题解的一般解析式，并给出了数值算例．分析了层状压电压磁介质的磁电力耦合效应和不同的叠放顺序对场变量的影响．     

横观各向同性弹性柱体中辛本征解方法

针对横观各向同性弹性柱体问题构造了对偶体系.在辛几何空间中直接描述正则方程和对应的边条件.将问题归结为零本征值及其约当型和非零本征值本征解.采用辛子体系的方法获得了所有本征解的解析表达式,得到了完备的本征解空间.揭示了由圣维南原理所覆盖且体现端部效应的本征解,即本征值对应衰减系数和本征解对应端部非均匀受力下各物理量的变化规律.这种辛方法为解决类似问题提供了一种直接的途径,同时也为工程问题的简化提供了依据.     

某些偏微分方程的通解及其在弹性力学中的应用

本文建立了两个命题,即二维两阶偏微分方程组的通解形式,利用本文命题,可以系统地导出弹性力学中许多在理论上和实用上都有意义的通解。而对于“通解”这一点,过去文献中均没证明过。     

基于状态空间法的叠层材料热力分析

通过引入热力问题的应力-应变关系,建立了求解叠层材料温度应力的半解析状态空间法.该方法沿叠层材料水平方向用有限元法离散位移、应力分量,在竖向采用状态空间法求解,得到叠层材料各交界面上的位移、应力分量.为验证该方法的有效性,针对某一给定温度进行热力学分析,并与有限元结果进行对比.算例表明,该方法计算精度高、计算量小.     

平面各向异性哈密顿体系及圣维南问题的解析解

从Ｈｅｌｌｉｎｇｅｒ－Ｒｅｉｓｓｎｅｒ变分原理出发，导出了平面各向异性哈密顿体系的混合能变分原理及哈密顿型对偶方程组，从而使得分量变量及本征函数向量展开的直接解法得以实施，完成平面各向异性哈密顿求解新体系的建立。最后，应用零本征向量展开的直接法给出平面各向异性条形域圣维南问题的一个解析解法。