盐穴储气库夹层力学简化模型研究

笔者针对盐穴储气库溶腔夹层的受力与破坏特征,运用应用梁的弯曲理论,建立了夹层简化力学模型,并应用该模型进行了求解,得到了夹层剖面内弯曲剪应力和弯曲正应力分量的分布规律,计算结果与应用小挠度薄板弯曲理论计算结果基本一致。但应用本文所建简化力学模型求解时,不依赖于夹层弹性模量和泊松比。研究成果为盐穴储气库溶腔夹层的力学分析提供了一种简单有效的计算方法,方便现场应用。     

基于ANSYS的真空平板玻璃静态有限元分析

把真空平板玻璃视为一连续单层薄板模型,运用弹性力学和板壳理论分析计算其在静态载荷下的挠度和应力,并找出最大挠度和最大应力所在点的位置.运用ANSYS分析软件建立真空平板玻璃的简化模型,分析验证了理论计算结果的正确性,为真空平板玻璃的强度校核提供了依据.     

具有压电元件圆薄板传感器的非线性弯曲

为解决在作用电压和机械力的耦合载荷作用下具有压电元件圆薄板传感器的非线性弯曲问题,基于VonKarman薄板非线性理论和压电本构方程,导出具有压电元件圆薄板传感器非线性弯曲控制方程.利用修正迭代法得到在机、电载荷共同作用下轴对称圆薄板的载荷、挠度和电压的关系式.通过算例分别讨论机械载荷和作用电压的变化对圆薄板弯曲变形的影响,结果表明:通过改变压电元件作用电压的大小和方向,可以有效地控制圆板的曲变形.该成果对具有压电元件圆薄板传感器弯曲变形控制具有一定的理论指导意义.     

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.     

变厚度锥壳的非线性弯曲与稳定性问题

本文用变厚度板壳大挠度理论的修正迭代法,对周边夹紧固定、在均布载荷作用下的变厚度扁圆薄锥壳大挠度问题进行了求解,得到了精确度较高的二次近似解析解。本文结果可退化到等厚度扁圆薄锥壳、变厚度圆薄板及等厚度圆薄板构件在均布载荷作用下的非线性弯曲问题的相应结果。     

粘弹性条件下槽道板结构的准静态弯曲变形

引入小挠度薄板理论,将槽道板结构简化作支承于地基上的薄板,基于对应性原理和数值逆变换方法,以微槽道换热器为例,解析计算了槽道板结构的粘弹性弯曲变形和粘弹性弯曲应力,并与有限元模拟结果进行对比,由此验证用该解析计算方法分析承压槽道板结构粘弹性能的可行性与准确性。结果表明:解析计算结果与有限元模拟结果基本一致,该方法可作为承压槽道板结构设备力学设计的有效方法。     

引线矫正过程中矫直行程的研究

从弹塑性力学基本理论出发分析了压力校直过程悬臂梁弯曲的力学特性。建立了挠度与载荷之间的关系式。在此基础上,提出通过把载荷p当作中间量建立初始挠度y0与校直行程y的函数关系来解决引线校直过程中校直行程的确定,进而编制了引线校直行程计算VB程序。通过实例计算与校直实验结果的比较,验证了提出的方法及程序具有较高的求解精度能满足自动精密校直工艺的要求。     

矩形薄板在横向载荷下的大挠度变形的近似分析

薄板在横向载荷作用下作大挠度弯曲时,板内的薄膜力将对其挠曲形状及刚度产生影响。当挠度相当大时,其形状将变得与小挠度大相迥异。本文通过受角点力扭转的矩形板、受横向载荷的角点支承矩形板、矩形板在边界力矩作用下的纯弯曲等例子,对这种现象进行了探讨。当载荷足够大时,板的挠曲形状将逐渐向柱形方向发展,载荷挠度曲线由曲线关系转变到正比关系;当载荷大于某一临界值后,可有两种不同的稳定平衡位置存在。     

复合材料球形阵列结构压入力学模型及弯曲变形协调机制

为了从结构力学角度揭示集中载荷作用下复合材料球形阵列结构的弯曲变形协调机制,建立了该结构典型局部板格的压入力学模型,采用载荷叠加法将集中载荷作用下四角点弹性支承且四边受等弯矩正交各向异性矩形板线性弯曲的中心点挠度分为2个部分:集中载荷作用下四角点弹性支承且四边自由的板的挠度,以及四边受等弯矩的板的挠度.前者可进一步分解为集中载荷作用下四角点弹性支承刚性板的挠度和集中载荷作用下四角点刚性支承线弹性板的挠度,后者可进一步分解为左右边简支上下边受相同弯矩的板的挠度以及上下边简支左右边受相同弯矩的板的挠度.将相同厚度的板在不同载荷情况下的挠度计算结果与有限元分析结果进行比较,进一步开展了试验验证,验证了解析解的正确性.      

有限变形非线性弹性力学的倒易定理

建立了直角坐标系有限变形非线性弹性力学的倒易定量并给出了大挠度弯曲薄板的倒易定理。     

弹性地基上自由边矩形厚板弯曲问题的Fourier级数解

本文以附加补充项的Fourier级数作为挠度和剪力函数的模式,直接从Reissner模型建立的厚板弯曲的基本方程组出发,求解了Winkler地基上自由边矩形板的弯曲问题。文中给出了算例,并与经典薄板理论的相应解作了对比。     

薄板弯曲问题经典理论的另一种推证

本文从三维空间的弹性理论中三类变量的广义变分原理推导出薄板弯曲问题的经典理论，从而证明了弹性力学精确理论与近似的薄板弯曲问题经典理论在能量原理上的统—．     

叠合板用预制预应力混凝土带肋薄板的刚度试验研究与计算方法

为探讨新型预制预应力薄板(带肋且肋上设有孔洞,截面刚度呈阶梯形变化)的短期刚度与弯曲挠度的计算方法,进行了10块矩形肋预制预应力带肋薄板、2块T形肋预制预应力带肋薄板静载试验,得到了跨中荷载-挠度曲线.理论推导得到考虑肋上孔洞分布及肋端缺口的预制预应力带肋薄板弯曲挠度通用公式以及等效刚度公式,便于编制计算机程序进行计算...     

双层温克勒地基上双层薄板的弯曲问题

对道路建设、机场修筑、地基改建等修复工程中遇到的中间夹有地基构造层的双层薄板弯曲问题，提出一种双层温克勒地基上的双板模型．利用重三角级数求得了该模型的简支矩形双层薄板弯曲问题的精确解．结果表明，板间夹层的弹性特征会减少表层板的挠度值；表板与底板的挠度因夹层的弹性作用而互为耦合．作为特例，能够得出与文献［1］相符合的单层温克勒地基上简支矩形薄板弯曲问题的结果．     

薄板理论在人造硬壳层应力计算中的适用性

采用Winkler小挠度薄板理论对竖向荷载作用下较薄硬壳层弹性阶段的应力分布特性进行研究。建立两端简支、另两端自由的弹性薄板模型,用Matlab语言将Winkler弹性薄板理论程序化,计算出薄板模型中各点的应力值,并用Mat-lab拟合应力曲线。通过数值模拟和小挠度薄板理论计算结果的对比,验证了Winkler薄板理论法在弹性地基硬壳层应力计算中的合理性,得出软土地基的应力分布规律。薄板横断面内,Winkler小挠度薄板理论计算结果与数值模拟结果一致,但小挠度薄板理论法在计算过程中不收敛,故该理论在薄板应力的计算中有一定的局限性。     

具有压电元件功能梯度弹性薄板的弯曲控制

考虑一功能梯度薄板, 其上下表面嵌有压电执行元件. 假设梯度材料的弹性参数为板厚度方向坐标的幂函数, 基于经典板理论, 导出具有压电元件的功能梯度弹性薄板弯曲平衡微分方程. 利用Navier和Levy解法得到在机、 电载荷共同作用下一个四边简支矩形板的弯曲挠度. 通过算例讨论了材料的梯度化、 作用电压对板弯曲变形的影响. 结果表明, 材料的梯度化对弯曲变形有较大影响; 而通过调整作用于执行元 件上电压的大小和方向, 可实现对板弯曲的有效控制.     

环状平膜片挠曲变形数学模型及其试验验证

为描述环状平膜片挠度与载荷的关系,在经典弹性薄板理论、卡尔曼大挠度理论和薄膜理论下为环状平膜片分别建立了3种挠度-载荷数学模型.与试验结果比较表明,小挠度下,薄膜理论曲线与试验结果相差很大,经典理论和大挠度理论曲线与试验结果符合较好,说明膜片主要靠剪切内力平衡外载,剪切效应不能忽略;大挠度下,大挠度理论曲线最接近试验结果,最大误差为17.94%,经修正后结果令人满意,说明此时剪应力变化较小,膜片主要靠张力平衡外载.     

钢筋混凝土悬臂梁复合弹性模量研究

为了克服传统静力载荷试验的方法在测试钢筋混凝土材料的弹性模量中诸多不便,提出了一种力学理论公式结合数值反演的复合弹性模量确定方法。首先根据材料力学理论,建立了弹性模量与荷载、挠度之间的关系方程;采用ANSYS软件中的分离式模型,模拟钢筋混凝土悬臂梁在不同荷载作用下弯曲变形特性;验证了数值反演钢筋混凝土复合弹性模量方法的准确性。本研究成果可为相关工程提供借鉴与参考。     

大展弦比飞机机翼弯曲变形分析和测试方法

将大展弦比飞机机翼简化为变截面悬臂梁结构。基于线性叠加原理,将变截面梁划分为n段,推导出梁挠度的计算方程。根据机翼实际尺寸,并考虑机翼自重和外挂载荷建立变截面梁模型,将梁划分为5段、10段、20段计算梁的挠度。利用ANSYS有限元软件中几何非线性迭代方法,分析变截面梁受均布载荷时的变形。理论计算结果和有限元仿真结果吻合,验证了该计算方法的有效性。为计算大展弦比飞机实际飞行过程中机翼实时弯曲变形,在机翼上布置应变计并进行地面标定试验,得到载荷与应变之间的关系方程和机翼各段的弯曲刚度。通过采集飞行实测应变数据,结合标定方程将机翼各测试切面应变-时间历程转化为载荷-时间历程,再利用挠度计算方程计算机翼的实时弯曲变形情况。为大展弦比飞机飞行过程中机翼变形测试提供了一种工程测试途径。     

六维力传感器薄板受迫振动分析

目前弹性体的解耦大多以静态实验标定的方法求解,而缺少对弹性体建模的理论分析。以六维力传感器弹性体中的上E型膜为研究对象,根据其结构和约束条件建立力学模型,通过薄板弯曲理论推导出上E型膜在仅受Z方向载荷FZ时受迫振动过程中任一瞬时的动扰度表达式,并求出动态应变输出。仿真实验表明理论推导与实际情况较吻合。