弹性地基上变厚度矩形板自由振动的GDQ法求解

基于广义微分求积法(GDQ法),对弹性地基上变厚度矩形板横向自由振动的控制微分方程及其不同边界条件进行离散,研究了其自由振动的频率特性。数值计算得到了不同长宽比λ、不同厚度变化参数β、不同地基参数 K 条件下以及简支或固定边界条件下弹性地基上变厚度矩形板的量纲为一的振动频率,并与已有文献进行了比较。结果表明：运用广义微分求积法对弹性地基上变厚度矩形板的频率求解结果在退化到K=0时与幂级数解的结果非常吻合;在条件相同的情况下,采用广义微分求积法仅需较少的节点（N=M=13）就能达到满意的求解精度。本文的研究为求解此类问题的低阶、高阶振动频率提供了一种简便有效的数值方法。     

微分求积单元法在结构工程中的应用

微分求积法（Differential Quadrature Method）是求鳃偏微分方程和积分-微分方程的一种数值方法,该法具有计算简便、精度较高和易于实现等优点。微分求积单元法（Differential Quadrature Element Method）是在微分求积法的基础上结合区域分割和集成规则而形成的一种新的数值计算方法,能通过自适应地选取微分求积网点数目正确模拟构件的刚度和荷载性质,其精度可通过细分单元或增加离散点数目加以提高。微分求积单元法是一种可供选择的、性能优越的数值计算方法。本文将详细论述这一数值方法的基本原理,并通过数值算例说明该方法的应用过程及其优越性,为这一方法在结构工程中的推广应用提供参考。     

非完善板屈曲路径的有限元增量摄动法

本文以Thompson一般稳定性理论为基础,提出非完善结构(有初始几何缺陷)屈曲平衡路径分析的有限元增量摄动法,它克服了增量迭代法及摄动法各自的缺点,利用增量摄动法,还建立了非完善板屈曲平衡路径的数学分析模型,对非完善矩形板在各种边界条件下的屈曲路径实现了数值程序分析,得到了符合实验的结果。     

四边自由的矩形厚板的自由振动

由于要满足自由边的条件,使得本文所研究的板的分析相当困难。本文采用叠加法完满的解决了这个不易克服的困难,并使得边界条件能满足到任意精度,所取的位移解的每一项都严格满足控制微分方程。     

EXACT SOLUTIONS FOR FREE IN-PLANE VIBRATIONS OF RECTANGULAR PLATES

All possible exact solutions are successfully obtained in terms of 10 sets of distinct eigensolutions for the free in-plane vibration of isotropic rectangular plates. The plates have simply supported condition at two opposite edges and any combination of classical boundary conditions at the other two edges. The exact solutions are validated through both mathematical proof and comparisons with the solutions of differential quadrature method. Some unusual phenomena are revealed in free in-plane vibrations of rectangular plates due to one of the eigenvalues being zero. This work constitutes an improved version of very recent corresponding work by the same authors [Int. J. Mech. Sci., 2009, 51: 246-255]. Both the solution forms and solving procedures in the previous work are substantially simplified. Some new results are also given, which are useful for validation purpose in future.     

弹性约束边界圆环板面内自由振动的二维弹性解

基于二维线弹性理论,应用哈密顿原理导出弹性约束边界圆环板面内自由振动的控制微分方程。采用微分求积法(DQM)数值研究了弹性约束边界圆环板面内自由振动的频率特性。通过设置弹性刚度系数为0或∞,问题退化为四种典型边界圆环板的面内自由振动,与已有文献的计算数值结果进行比较,证实本文的分析求解方法行之有效。最后全面考虑了圆环板边界条件、几何系数及刚度系数对自振频率的影响。     

变截面欧拉梁自由振动分析的重采样微分求积法

采用重采样微分求积法求解了变截面欧拉梁的自由振动问题。推导了变截面梁的控制方程离散格式,采用重采样矩阵方法对边界条件进行处理,给出了变截面梁自由振动算法。采用本文方法对不同类型截面形式和不同边界条件的变截面梁进行自由振动分析,并和其他解法进行比较。计算结果表明,本文方法可以适用于不同变截面类型和不同边界条件,计算精度与解析解吻合良好,具有良好的收敛性能。在同等精度条件下网格点数少于现有计算方法。重采样转换矩阵边界处理方法相比于传统边界处理方法具有更快的收敛性能。     

求解弯曲矩形板受迫振动的混合变量法

应用混合变量最小作用量原理,求解了两邻边固定、另两邻边自由弯曲矩形板在均匀谐载作用下的受迫振动问题,得到其受迫振动的稳态解．所获得的计算结果,跟现有文献进行比较,证明其给出的方法是正确的,因此不仅具有重要的理论价值,而且可以为工程实际直接采用．     

板壳弹塑性屈曲的有限元分析

1 拟协调双曲壳单元为解决板壳有限元分析的C~1连续性问题,本文给出三角形拟协调双曲扁壳单元的刚度矩阵.拟协调单元是基于域内假设应变场和边界拟协调位移场,应用最小势能原理所构     

纤维曲线铺放的复合材料层合板的自由振动分析

假设曲线纤维的方向角沿板的长度方向按照线性规律变化,导出了纤维曲线铺设时的参考路径,将参考路径沿板的宽度方向平移可得一种曲线纤维增强复合材料单层板,当这种纤维曲线铺设的单层板对称铺放时即可得相应的曲线纤维增强复合材料层合板.基于弹性薄板的小挠度理论,建立了曲线纤维增强复合材料层合板自由振动问题的基本方程,采用微分求积法进行数值求解,得到了层合板的自振频率及相应的振型.与已有文献计算结果的比较,验证了本文计算结果的正确性.通过数值算例分析了微分求积法求解本问题时的收敛性,研究了纤维铺放路径和边界条件的不同对曲线纤维增强复合材料层合板频率及振型的影响,研究结果可为该种结构的设计提供一定的参考.     

轴向均布载荷下压杆稳定问题的DQ解

叙述了微分求积法(differential quadrature method)的一般方法，研究用微分求积法求解在均布轴向载荷下细长杆的稳定问题．通过Newton-Raphson法求解非线性方程组，以及对问题进行线性假设后求解广义特征值方程，得到了精度很高的后屈曲挠度数值和临界载荷数值．与解析解和其他近似解相比，微分求积法具有较高的精度和简便性．     

中面单向受拉（压）的阶梯式矩形薄板的振动

用奇异函数建立ｘ＝０与ｘ＝ａ两对边简支并受面内均布拉（压）力作用、加两边为任意支承、非单一材质的ｎ级阶梯式矩形薄板自由振动和强迫振动的微分方程并求得其通解,用Ｗ算子给出振型了函数的表达式及常见支承条件下板的方程。文中给出的固有频率表达式表明,面内均布拉（压）力对固有的数值有影响。此处导出的各种情况下的影响函数,对于求解相应民政部下的阶梯式矩形薄板的静力弯曲和稳定性问题,也是适用的。     

波动数值模拟的一种显式方法——二维波动

将一维波动时域数值模拟的一种显式方法推广到二维,导出了二维非规则网格的节点递推公式.针对均匀正方形网格详细论述了时空精度皆为2M阶(M为正整数)的稳定递推公式的构建方法,并以构建二阶(M = 1)和四阶(M = 2)公式为例予以说明. 最后,通过算例检验了本文研究结果,特别是说明了高阶公式对提高计算效率的价值.     

阶梯式矩形板的振动

用奇异函数建立阶梯式矩形板自由振动和强迫振动的微分方程并求得其通解，用Ｗ算子给出振型函数的表达式及常见支承条件下板的频率方程，本文解可用于多种边界条件的板。     

Three dimensional elasticity solution for vibration problem of thick plate

I.Introduction'TheclassicalplatetheoryofvibrationisbasedontheKirchhoffhypotllcsis.andtheeffectoftransversesheardeformationandrotatoryinertiaareneglected.111[lltllcfreevibratiollfrequenciesofthinplates,allkindsofboundaryconditionshavebeensolved.Fortheanalysisofthevibrationalproblemsofthickplate,thetheoryofReissuer,MindlinandHenkyisused.Accordingtothedegreesoftheeffectsoftransverseshearstress,transversenormalstressandrotatoryinertia,somedynamicproblemsinEngineeringhavebeensolvedl:l.Regardless…     

Transverse vibration characteristics of axially moving viscoelastic plate

The dynamic characteristics and stability of axially moving viscoelastic rect- angular thin plate are investigated.Based on the two dimensional viscoelastic differential constitutive relation,the differential equations of motion of the axially moving viscoelastic plate are established.Dimensionless complex frequencies of an axially moving viscoelastic plate with four edges simply supported,two opposite edges simply supported and other two edges clamped are calculated by the differential quadrature method.The effects of the aspect ratio,moving speed and dimensionless delay time of the material on the trans- verse vibration and stability of the axially moving viscoelastic plate are analyzed.     

厚圆板轴对称振动的弹性力学解

本文以轴对称三维弹性力学基本方程为基础,导出厚圆板强迫振动的状态方程式。利用Maclaurin级数和Sylvester定理,厚圆板的位移和应力可以用中面位移和应力的微分算子表示。通过载荷分解和圆板表面条件,可以得到厚圆板在对称载荷与反对称载荷作用下的振动控制方程。求解了厚圆板在周边固支和简支条件下的对称与反对称的自由振动问题。通过数值计算得到了这两类自由振动的固有频率。本文的方法适用于求解厚圆板在任意厚跨比的强迫振动和自由振动的问题。