固支脱层梁的自由振动

脱层是复合材料最常见的损伤之一 ,它可以降低结构的压缩强度 ,同时又具有不易检测的特性。研究在不同条件下脱层对自然频率的影响 ,对于发展以此为基础的无损伤技术是很重要的。本文是继文献 [1]的工作 ,文中应用简单梁理论研究了预定脱层对两端固支层合梁自然频率的影响。结果表明 ,脱层降低了自然频率。     

具脱层复合材料层合梁-板的自由振动分析

基于经典弹性理论,建立了含脱层复合材料层合梁的运动控制方程,研究了脱层复合材料层合梁自由振动频率和振动模态。分析中,对脱层梁结构采用分区处理,同时结合边界条件、内力平衡条件以及位移连续条件,建立了梁模态分析的特征方程。最后利用具体算例,探讨了具脱层梁不同脱层参数、铺设角度下的一、二阶固有频率,并对比分析了不同的脱层深度、脱层长度和脱层位置以及不同的铺设材料对复合材料层合梁模态的影响。     

具脱层的正交各向异性梁-板的屈曲分析

根据非线性理论,假定脱层为贯穿梁幅的一维脱层,且脱层位置任意,建立了轴向压力作用下含脱层的正交各向异性梁－板的非线性控制方程,对结构进行了分区处理,通过使控制方程适当线性化,利用脱层前缘的连续性条件、平衡条件及相容条件,导出了夹支边界情况下的具脱层的正交各向异性梁－板关于屈曲荷载的无量纲化的特征方程,确定了临界压力荷载,并讨论了脱层尺寸及位置对临界荷载的影响。     

具脱层的正交铺设圆柱壳的轴对称屈曲分析

脱层是复合材料最常见的损伤之一，它将导致结构提前失效．本文应用模态分析法研究了具环向贯穿脱层圆柱壳的轴对称屈曲问题．基于线弹性理论，建立了正交铺设脱层圆柱壳的轴对称屈曲微分方程、边界条件、位移连续务件、弯矩与剪力的平衡条件及相容条件．对方程进行求解，得到了脱层长度和深度对屈曲载荷的影响，并通过算例与已有文献进行了比较．     

冲击载荷作用下突发脱层层合梁板的非线性动力响应

对冲击载荷作用下复合材料梁-板脱层前后的非线性动力学响应进行了分析,基于四分区梁板脱层模型,利用Galerkin法和Wilson-θ法对梁板在脱层前后的非线性动力响应进行了求解．分析表明在冲击荷载作用下产生突然脱层的梁扳,其在脱层前后的动力学性态有明显变化：脱层后系统的频率比脱层前系统频率低;系统的各种动力响应量(位移、速度、加速度)均增大,而且这种变化在脱层的区域比在未脱层的区域显著。最后,将有限元方法和本文的方法进行了对比,结果表明二者相当吻合。     

脱粘对桁架式钢管混凝土拱肋动力性能的影响

为了解脱粘对桁架式钢管混凝土拱肋动力性能的影响,基于完全脱粘假设选择合理连接单元,运用ANSYS软件建立了总溪河大桥桁架式主拱肋脱粘与完全粘结模型,分析了在全跨、双侧拱脚、单侧拱脚和跨中拱肋脱粘的情况下主拱肋的动力特性。计算结果表明,在全跨范围脱粘状态下,前五阶频率有较明显的下降,其中第三阶下降达27.37%;不同位置脱粘对面内弯曲频率的影响大于对面外弯曲频率的影响,但对一阶扭转频率影响不大;不同位置脱粘对各阶频率的影响是,双侧拱脚脱粘的影响大于单侧拱脚脱粘的影响,单侧拱脚脱粘的影响大于跨中拱肋脱粘的影响。     

考虑接触效应的具脱层复合材料层合梁的非线性动力响应分析

基于非线性弹性梁理论,建立了考虑接触效应的具任意脱层复合材料层合梁的非线性运动控制方程．通过引入假想弹簧所算得的接触力,对系统的横向振动控制方程进行修正,有效地避免了脱层之间的相互贯穿,并给出了假想弹簧系数的计算式．整个问题采用有限差分法进行求解,算例中详细讨论了脱层的大小、深度以及载荷等因素对具脱层复合材料层合梁非线性动力响应的影响．数值计算结果表明,考虑接触效应对脱层结构动力响应分析是非常重要的,可避免脱层结构出现物理上不可能的相互贯穿．     

具脱层复合材料层合圆柱壳的屈曲分析

研究了具有环向贯穿脱层圆柱壳的屈曲问题．首先基于Donnell薄壳理论和初始后屈曲理论的相邻平衡准则,建立了复合材料脱层圆柱壳的屈曲微分方程以及相应的边界条件、位移连续条件和力平衡条件．然后采用分离变量法对方程求解,讨论了脱层大小、深度、位置以及复合材料纤维铺层方向对脱层圆柱壳屈曲载荷的影响．结果表明：脱层长度越大、越靠近壳的外表和壳的轴向中心,结构的屈曲载荷越低;另外,对复合材料脱层壳而言,纤维铺层方向对结构屈曲载荷的影响也较大．     

脱层夹层梁附加状态的多项式解

把脱层夹层梁的应力状态分解为基本状态和附加状态 ,利用高阶剪切变形理论 ,建立了附加状态脱层段和未脱层段的控制方程并给出了附加状态脱层分析的多项式解法。实例分析表明 ,除在过渡段外 ,多项式解具有较好的精度。     

固支边界条件下脱层圆柱壳的自由振动分析

基于最小势能原理及变分法,建立了具环向贯穿脱层圆柱壳的自由振动控制方程及相应的定解条件,并应用有限差分法对控制方程进行求解．数值分析中,讨论了各种脱层参数对脱层壳固有频率的影响．结果表明,当脱层长度越大、脱层位置越深以及脱层越靠近壳的纵向对称中心时,脱层圆柱壳的无量纲线性基频及固有频率越低．     

部分浸入水中弹性支承Timoshenko梁动力特性

研究了部分浸入流体中自由端具有集中质量块的等截面弹性支承Timoshenko悬臂梁横向振动的固有频率和振型特征.考虑梁横截面转动和剪切变形以及集中质量块引起轴向压力的影响,建立了支承处弹性水平位移约束和转动约束耦合情形下悬臂梁横向自由振动的数学模型.由于集中质量块的惯性力和惯性矩,此模型的边界条件与振动频率相关.推导了Timoshenko梁的频率方程和振动模态的广义正交条件.数值研究了集中质量块质量、转动惯量、质心距以及弹簧刚度系数等参数对Timoshenko悬臂梁固有频率的影响.数值结果表明：由于横截面转动和剪切变形效应的影响,相比于Euler-Bernoulli梁模型,Timoshenko梁的固有频率减小,对高阶频率的影响尤为显著;弹簧刚度耦合项的增大将减小梁的固有频率;轴向力的增加将减小梁的低阶固有频率,但对高阶固有频率的影响不大.     

不重叠多分层纤维增强复合梁固有频率分析及验证

首先，针对复合梁各向异性的特点，利用子结构分析法分段表达各子梁的振型函数，明确复合梁固有频率的求解原理;然后，基于Matlab编写计算程序，提出不重叠多分层复合梁固有频率的分析流程;最后，以TC500碳纤维/树脂基复合梁为研究对象，搭建了复合梁固有频率测试系统，测试获得其未分层、单分层和不重叠多分层损伤下的固有频率.研究发现，随着分层数量增加，固有频率逐渐下降，且随着模态阶次升高，对固有频率的影响愈发明显;同时，试验与计算结果的误差在1.06%~5.49%之间，验证了所提出计算方法的正确性.     

基于理论、仿真和实验的两端固定梁的模态测试方法

基于欧拉-伯努利梁理论,得到两端固定梁自由振动的振型函数。通过数值计算得出实验用的两端固定梁前五阶振型的节点位置及其与梁长的比值。考虑传感器对两端固定梁固有频率的影响,建立梁-传感器模型进行仿真分析并得出两端固定梁前五阶固有频率。基于节点位置和测点位置,在实验中选择参考点。将具体实验的结果与梁-传感器仿真模型结果进行对比,通过前五阶固有频率的误差分析,发现仿真分析结果与实验结果误差最高为2.92%。研究完整地叙述了两端固定梁的模态测试流程,可为工程技术人员的模态测试起一定的指导作用。     

基于Workbench的流固耦合作用下三通管振动特性分析

使用ANSYS Workbench软件,对流固耦合作用下的三通管振动特性进行分析。首先应用Solidworks和ANSYS Workbench对结构进行几何建模,再利用CFX模块对流场进行计算,将得出的结果以荷载的形式导入Workbench进行流固耦合状态下的模态分析。计算研究三通管在双进单出和单进双出情况下的入水口流速、入水口压强和管壁厚度对固有频率的影响。结果表明,双进单出三通管的固有频率比单进双出三通管的固有频率略大,两种不同流体流动方式三通管的前六阶振型都主要是整体梁变形;管道的固有频率会随着入水口压强和流速的增加而增加;随着壁厚的增加,前三阶固有频率有所降低,第4～6阶固有频率则先升后降;在入水口压强、入水口流速和壁厚等条件相同的情况下,双进单出三通管的固有频率比单进双出三通管的固有频率略大。     

4种NET欧拉-伯努利直梁的动力学特性

考虑长程力,非局部弹性直梁内参考点的应力与直梁占据区域内所有点的应变都有关系．基于Eringen的非局部弹性理论积分型本构关系和采用幂指数型参模空间推导了Euler-Bernoulli直梁的积分型方程和4阶偏微分型方程,采用Laplace变换得到了直梁自然频率、振型的通解．给出了简支直梁、固定直梁、自由直梁、悬臂直梁的自然频率和振型．实例结果表明除悬臂直梁的第1阶自然频率随Eringen参数的增加而略微增加外,直梁自然频率随Eringen参数的增加而减小．固定直梁、自由直梁、悬臂直梁振型的振幅大体上随Eringen参数的增加而减小．但Eringen参数对简支直梁的振型没有影响．当Eringen参数为零时,非局部弹性理论与局部弹性理论的自然频率、振型一致．     

冠状动脉植入支架的动态特征分析

采用有限元分析方法,研究了镁合金冠状动脉支架在植入过程中由膨胀产生的弹塑性大变形行为,得到了支架内等效应力随膨胀加载位移的变化规律. 考虑了支架回弹后残余变形、残余应力以及血管约束对其动态特征的影响,计算了支架前5阶的固有频率、相应的振动模态以及在简谐激励下的位移响应. 分析结果指出,植入支架经过膨胀和回弹变形后,前5阶固有频率均会显著降低,并且残余应力对支架固有频率和振动模态影响较小. 考虑血管约束时,支架的前4阶固有频率有所改变,但是不影响振动模态特征. 并且指出支架较之扭转和呼吸变形更易产生弯曲变形. 这些结果可为支架强度和刚度的优化设计提供参考.      

定轴旋转弹性梁的固有频率计算

利用状态方程、指数矩阵2^N算法和求原函数方法,给出一种在水平面内作定轴转动的弹性梁的固有振动频率计算方法。该算法计算精度高,并可推广用于计算和分析有轴力影响的变截面弹性梁的振动。计算结果显示梁端质量对弹性梁各阶固有频率的刚化有不同影响。     

五节臂混凝土泵车的有限元建模与模态分析

为了分析泵车臂架间连接销的轴径向间隙对固有频率的影响,利用有限元软件ANSYS建立5节臂混凝土泵车整车有限元模型,选取常用三种工作姿态进行了模态分析.采用约束方程和弹簧单元相结合的方法模拟销轴径向间隙,分析得出泵车各姿态时的1阶和2阶固有频率以及相应振型.仿真结果表明,销轴径向间隙使泵车臂架固有频率降低,最大减小率达3...