初始纵向、横向荷载效应对薄板静力性能影响分析

运用能量变分原理,给出了同时考虑初始纵、横向荷载效应情况下板的应变能表达和静力平衡微分方程;推导了同时考虑初始纵、横向荷载效应的板单元刚度矩阵.运用Galerkin法求解了同时考虑初始纵、横向荷载效应情况下3种典型板(固支矩形板、固支和简支圆形板)的后期横向荷载位移近似解.验证了考虑初始纵、横向荷载效应的板单元刚度矩阵和3种典型板的后期荷载位移近似解的正确性,并分析了初始纵、横向荷载效应对板的后期横向荷载位移的影响.结果表明:初始纵、横向荷载效应改变了板的弯曲刚度,将影响板承受后期横向荷载的静力性能;同时考虑初始纵、横向荷载效应情况下,板的静力性能主要受初始纵向和横向荷载、板的厚度及边界条件等因素的影响.     

30m单层双跨门式刚架失稳的计算机模拟

本文用有限元分析程序ANSYS,对一30m单层双跨门式刚架的稳定性进行了计算机模拟。结论如下：载荷形式和初始几何缺陷对刚架的稳定性有较大的影响。刚架的临界载荷以满跨均布载荷为控制因素;挠度以半跨均布载荷为控制因素;随着刚架初始几何缺陷的增大,其临界载荷逐渐减小。     

大挠度矩形板的强非线性振动分析

分析了大挠度矩形板在横向周期激励和面内静载下的强非线性振动,在考虑几何非线性的同时,结合不同面内静载条件,利用能量法求解了矩形板的振动响应模式,并研究了横向动载荷对矩形板周期解的存在区域和稳定性的影响。     

不同环境温度下孔隙率对FGM薄板挠度的影响

对受横向载荷FGM薄板在不同环境温度下的弯曲变形进行了研究.考虑温度对材料物理力学性能的影响,基于弹性薄板理论,运用有限元法求解薄板挠度值,并与已有文献对比验证了本文计算的准确性.通过算例讨论了在不同边界条件下环境温度和孔隙率对FGM薄板挠度的影响.算例分析得:(1)环境温度和孔隙率对受载FGM薄板挠度变形影响显著;(2)薄板孔隙率分布不变时,薄板随环境温度的增加挠度变形不断增大;(3)在不同环境温度下,薄板挠度随孔隙率控制参数的增加而增大.     

含缺陷方形网格扁球壳的非线性分析

研究了具有几何缺陷的单层方形网格扁球壳在中心集中(节点)载荷下的非线性行为. 采用渐近迭代法获得了无量纲化的外载和壳中心挠度之间的解析特征关系式. 运用得到的渐近解可便于进行参数分析和预测结构屈曲临界载荷. 同时, 给出了算例, 讨论了缺陷和边界约束对屈曲的影响. 与有限元结果的比较, 表明该解具有很高的精度.     

面内热载荷作用下功能梯度梁热过屈曲精确解

基于非线性经典梁理论和物理中面的概念,推导面内热载荷作用下功能梯度梁过屈曲问题的基本方程.将两个非线性方程化简为一个关于横向挠度的四阶非线性积分-微分方程.该方程与相应的边界条件构成微分特征值问题.直接求解该问题,得到功能梯度梁热过屈曲构形的闭合形式精确解,这个解是外加热载荷的函数.精确解显式地描述梁过屈曲后的非线性平衡路径,通过它可以更深刻地理解功能梯度梁的非线性变形现象.为了考察材料梯度和面内载荷的影响,给出一些数值算例,讨论梁在面内热载荷作用下的过屈曲行为.数值结果显示,面内热载荷作用下,材料性质介于陶瓷和金属之间的功能梯度梁,其挠度也在陶瓷和金属梁挠度之间.     

复合材料层合板补强结构破坏分析

提出一种胶单元,将极大降低层合板的折减刚度,采用蔡-希尔强度理论和蔡氏刚度退化准则,对复合材料补强结构进行刚度分析和强度分析。通过算例,对不同的补强方式对结构挠度的影响,以及补强层合板的极限破坏载荷进行了分析和讨论,得到一些有益的结论。     

轴向压力下功能梯度夹层圆柱曲板的屈曲分析

基于Reissner假设,研究了四边简支的功能梯度夹层圆柱曲板在轴向载荷作用下的屈曲问题.首先,根据功能梯度材料的本构方程,得出了芯材和表层的应力、位移及内力表达式;然后,根据曲板的平衡方程和协调方程,引用应力函数,得到了功能梯度夹层圆柱曲板的方程式;最后,将挠度、横向剪力及应力函数用双三角级数展开,给出了功能梯度夹层圆柱曲板轴向屈曲载荷的计算式.在算例中,通过与经典解及有限元解进行比较,证明了本文方法的正确性,并且分析了芯材上下表层弹性模量比及体积分数指数对功能梯度夹层板轴向屈曲载荷的影响.     

具有轴对称初始缺陷的正交各向异性夹层圆柱薄壳的非线性稳定性分析

对具有轴对称初始缺陷的正交各向异性表层夹层圆柱薄壳在轴压下的非线性稳定性进行了分析 ,导出了屈曲控制方程 ,求得了数值解 ,并对屈曲载荷、初始挠度、夹心模量、缺陷波数等主要参量之间的关系进行了讨论     

高速铁路下承式板桁结合梁的受力分析

为了了解下承式板桁结合梁的受力性能,根据京沪高速铁路上的1座简支下承式板桁结合梁桥,设计制作了1个4节间下承式板桁结合梁模型,并分3个阶段10种荷载工况进行了模型试验,对主桁和纵梁的挠度,横梁的竖向、水平位移,纵、横梁、主桁各杆的应力,混凝土板上的应力、裂缝分布及宽度进行了分析,研究了混凝土板与主桁结点是否直接相连以及制动撑对结构的影响.试验结果表明:主桁的挠度和内力与按平面桁架计算的结果相比相差不大;在桥面系中,最大应力发生在横梁2上,混凝土的受力状态以竖向荷载作用下的弯曲为主;在竖向荷载作用下,制动撑的作用不大,但在水平荷载作用下,制动撑的作用明显;设计时可不考虑各种偏载的影响.     

悬臂中厚矩形板的非线性弯曲

基于Reissner-Mindlin一阶剪切变形板理论,选取满足位移的边界条件,并以级数形式表示挠度函数。采用摄动法,把大挠度非线性方程组化为一系列线性方程组,然后用Rayleigh-Ritz法确定位移函数中的待定系数,给出悬臂中厚板矩形板非线性弯曲问题的大挠度渐近解。同时,给出了数值算例及参数分析,讨论了板长宽比、宽厚比以及载荷形式对板载荷－挠度曲线及载荷－弯矩曲线的影响。     

桥梁动挠度计算的加速度积分方法

车辆通过时桥梁动挠度的测量与加速度测量相比有很多困难,因此考虑由加速度积分求得桥梁的动挠度.车辆进桥时实测振动信号表明桥梁的初始状态不是完全静止的,初始加速度、速度均是未知量.文章对测试加速度进行减去均值处理以消除初始加速度的影响,根据车辆出桥后梁在平衡位置处振动的特性消除初始速度的影响.算例表明,常荷载通过桥梁时由加速度积分所得动挠度与精确解吻合得很好.现场实验表明,采用本文的方法对测试加速度积分计算桥梁的动挠度是可靠和可行的.     

对称正交铺层剪切圆柱壳在外压作用下的屈曲和后屈曲

给出了对称正交铺层剪切圆柱壳广义大挠度Ｄｏｎｎｅｌ方程．采用位移型摄动技术构造出计及横向剪切圆柱壳的屈曲和后屈曲渐近级数解,运用奇异摄动技术研究了圆柱壳两端部狭窄区内的边界层效应,并构造了与边界条件匹配的边界层一致有效渐近解．应用获得的当前解计算了在侧向外压作用下三层正交铺设圆柱壳的屈曲载荷并与实验值作了比较,两者十分接近．讨论了Ｂａｔｄｏｒｆ数和初始几何缺陷对圆柱壳屈曲与后屈曲性态的影响．给出的载荷－挠度关系式表明,对称正交铺层剪切圆柱壳的初始后屈曲具有弱稳定分支点．     

一类薄壁变截面刚架对称临界载荷稳定问题优化算法

目的研究一类对称载荷下的单跨刚架临界载荷优化算法,探讨薄壁变截面刚架临界载荷的数值计算方法,以弥补解析解求解困难的缺陷.方法通过刚架结构拆分,运用差分方法将平衡状态下非线性微分方程离散化.以每段钢架的每个离散点挠度、柱脚弯矩和临界荷载为设计变量,构造包括未知临界载荷的目标函数,基于Fortran-PowerStation集成开发环境,编写无约束优化算法程序,通过等截面与变截面梁刚架具体算例进行验证.结果优化结果满足规定精度,证实了算法的适应性.结论算法考虑工程中变截面薄壁刚架结构稳定性问题,具备很好的实用性,可为工程结构临界载荷求解提供新的思路.     

配点法分析大挠度板壳的弹塑性问题

本文用加权残值法中的配点法求大挠度矩形板和大挠度双曲扁壳的弹塑性解。文中的方法可以推广用于更为复杂载荷和边界条件下的工程常用的大挠度板壳的弹塑性问题。本文作者已编制计算机通用程序,并在微机上对具体一些算例作了计算,其结果令人满意。     

具有轴对称初始缺陷的正交各向异性夹层圆柱薄壳的非线性稳定性分析

对具有轴对称初始缺陷的正交各向异性表层夹层圆柱薄壳在轴压下的非线性稳定性进行了分析，导出了屈曲控制方程，求得了数值解，并对屈曲载荷、初始挠度、夹心模量、缺陷波数等主要参量之间的关系进行了讨论．     

网架结构高度优化设计研究

综合考虑了网架结构的强度、刚度、稳定性及结构挠度等约束条件,建立了网架结构的数学模型,应用遗传算法进行网架结构的高度优化设计,算例表明,遗传算法可用于网架结构的高度优化设计,优化结果可靠。     

变截面梁柱刚度方程的近似解

取变截面梁柱单元的挠度函数w为五次多项式 ,用最小势能原理解w及梁柱的刚度系数 .通过对截面按幂函数变化的梁柱的计算与由Bessel函数的准确解的比较 ,检验了近似解的适用性 .计算结果表明 ,当I0 /i<1 0及P/Pcr<2 (Pcr为杆件的临界荷载 )时近似解有较高的精度 .对可视为拟变截面梁柱的弹塑性梁柱 ,可以推断本近似解也适用 .     

网架结构高度优化设计

综合考虑了网架结构的强度、刚度、稳定性及结构挠度等约束条件,建立了网架结构的数学模型,应用遗传算法进行网架结构的高度优化设计,算例表明,遗传算法可用于网架结构的高度优化设计,优化结果可靠。     

大跨度斜拉桥恒载非线性静力分析

静力分析的精确程度对大跨度斜拉桥设计和施工过程具有很大影响。提出一套有限元方法 ,以弯曲能量作为目标函数确定斜拉索的初始张拉力 ,通过修正斜拉索的弹性模量 ,引入几何刚度矩阵和大挠度矩阵 ,综合考虑斜拉索垂度效应、梁柱效应和大位移效应 ,采用混合法求解系统方程。程序经过算例验证并应用于在建的重庆大佛寺长江大桥 ,取得了较好的效果 ,为该桥的施工控制提供了依据