变温粘弹性杆的轴向位移的解析解

关于粘弹性材料的解析解不多,而关于变温粘弹性材料的解析解则更少．本文在三维变温粘弹性本构方程［1］的基础上,将构件材料的终态温度等效松弛曲线表示成负幂指数的形式,推导出了粘弹性材料的杆在轴力作用下处于变温状态下的位移的解析解．     

变温粘弹性的一般理论

本文提出了变温松弛曲线的概念,建立了由材料的一组恒温松弛曲线确定材料沿任一温度历史的变温松弛曲线的方法;提出了终态温度等效松弛曲线的概念,推导出了变温下粘弹性材料本构方程的一般形式。文中证明了现有的热流变简单材料理论是本文理论的特例,并揭示了热流变简单材料理论的物理内涵。     

变温场中具损伤粘弹性矩形板的非线性动力响应分析

基于热粘弹性理论、Von Karman板理论和连续损伤力学,导出了二维状态下各向同性材料的变温粘弹性本构方程,建立了含损伤效应的各向同性粘弹性矩形板在变温场中的非线性运动控制方程,且应用有限差分法对问题进行求解.算例中,讨论了损伤演化及温度场等因素对粘弹性矩形板非线性动力学行为的影响,得出一些有意义的结论.     

沥青混合料增量型热粘弹性本构关系研究

基于热粘弹性力学理论,就不同的温度条件下沥青混合料的应力松弛特征开展了试验研究,用广义Maxwell模型模拟沥青混合料的粘弹特性,应用热流变简单材料的时温等效原理对实验结果进行了分析和参数拟合,然后通过理论推导得到沥青混合料非定常和非均匀变温条件下增量型热粘弹性本构关系;在此基础上,给出利用此增量型应力应变本构关系进行沥青路面热粘弹性力学分析的数值实现方法,并给出一个计算实例。     

粘弹性板的非线性动力稳定特性分析

采用Boltzman积分型本构关系,分析了线粘弹性薄板在考虑几何线性与非线性时的长期动力稳定特性,设材料为标准线性固体,将系统的微分一积分型控制方程转化成微分型控制方程,由增量谐波平衡法确定主要动力不稳定区域的边界,发现粘弹性结构具有与一般阻尼系统不同的动力稳定特性,由于材料的粘性阻尼与松弛效应的综合影响,动力不稳定区域有不同程度的缩小与偏移,且在考虑几何线性与非线性情形下,其影响程度又不一样。     

高温下聚氨酯软泡压缩力学性能的研究

根据聚氨酯软泡的组织构成,将材料的粘弹性分为聚氨酯基体的粘弹性与气体和基体间的摩擦两部分,提出了高温下聚氨酯软泡的一种本构模型。然后,对一类聚氨酯软泡进行了不同恒定温度下材料压缩松弛实验。结果表明,随着温度升高,材料的粘弹性特征越来越来明显,成型性也随之呈现并逐渐加强。最后,根据实验数据,对本文提出的本构模型进行了参数拟合,通过实验结果与模型拟合结果的对比,发现本构模型拟合曲线与实验数据吻合程度高,并且模型的预测结果与实验结果具有很好的一致性,验证了所建模型的正确性。为聚氨酯软泡在高温下的使用与加工提供了理论依据。     

超高分子量聚乙烯材料的应力松弛研究

采用实验方法研究超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料,在不同温度、应变率和初始应变的条件下进行单轴压缩应力松弛实验,得出松弛应力与时间成非线性关系,且温度越高、应变率越大、初始应变越小,则最终稳定的应力值越小的结论．采用时间分数阶粘弹性模型,结合Boltzmann叠加原理推导出UHMWPE材料在整个加载段及松弛段的应力响应函数,并与实验数据最小二乘拟合．结果表明,时间分数阶Scott-Blair模型能很好地描述UHMWPE材料的粘弹性行为．     

粘弹性桩的混沌运动分析

研究了在轴向载荷和周期性横向载荷共同作用下非线性粘弹性嵌岩桩的混沌运动情况。假定桩和土体分别满足Leaderman非线性粘弹性和线性粘弹性本构关系，得到的运动方程为非线性偏微分．积分方程；利用Galerkin方法将方程简化为非线性常微分一积分方程，同时利用非线性动力系统中的数值方法，进行了数值计算，得到了不同载荷参数、几何参数、材料参数时粘弹性桩发生周期运动、多周期运动及混沌运动的时程曲线、相图、功率谱、Poincare截面图，同时得到了挠度-载荷、挠度-几何参数、挠度-材料参数等分叉图，考察了各种参数的影响。数值结果表明非线性粘弹性桩在一定的条件下可以通过倍周期分叉的方式进入混沌运动状态，且桩的载荷参数、几何参数、材料参数对其运动状态有较大的影响。     

热载荷作用下功能梯度材料梁的热粘弹性弯曲

由记忆型非均匀热粘弹性材料的积分型本构关系出发,在时空可分离松弛函数假设和平截面几何假设下,通过引进"结构热函数",建立了FGM梁热粘弹性弯曲问题的数学模型及其简化Gurtin型变分原理.在热弹性参数沿厚度方向呈幂律形式变化和热粘弹性松弛函数空域部分沿厚度方向呈指数形式变化的情况下,借助Ritz解和解析解,研究了热载荷作用下材料组分对热弹性/热粘弹性挠度响应和应力分布的影响,发现了热应力反向分布现象.     

变温粘弹性蠕变型本构方程

文中给出了变温蠕变曲线的概念，给出了由一组恒温蠕变曲线确定沿某一温度历史的变温蠕变曲线的方法，给出了终态温度等效蠕变曲线的概念，最后给出了粘弹性材料在变温下的蠕变型本构方程的一般形式。文中证明了热流变简单材料理论是本文理论的特例，揭示了热流变简单材料理论数学方法的物理意义。     

Identification of Nonlinear Aeroelastic Systems Based on the Volterra Theory: Progress and Opportunities

The identification of nonlinear aeroelastic systems based on the Volterra theory of nonlinear systems is presented. Recent applications of the theory to problems in computational and experimental aeroelasticity are reviewed. Computational results include the development of computationally efficient reduced-order models (ROMs) using an Euler/Navier–Stokes flow solver and the analytical derivation of Volterra kernels for a nonlinear aeroelastic system. Experimental results include the identification of aerodynamic impulse responses, the application of higher-order spectra (HOS) to wind-tunnel flutter data, and the identification of nonlinear aeroelastic phenomena from flight flutter test data of the active aeroelastic wing (AAW) aircraft.     

经典梁热过屈曲问题的解析解

基于非线性经典梁理论,建立了控制轴向和横向变形的基本方程,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。对于本文所考虑的三类边界条件,该方程与相应的边界条件构成了微分特征值问题;直接求解该问题,得到热过屈曲构形的解析解,该解是外加热载荷的函数。为考察热载荷以及边界条件的影响,根据得到的解析解给出了一些数值算例,讨论了梁过屈曲行为的性质。本文得到的解析解可用于验证或改进各类近似理论和数值方法。     

桁架结构稳定分析的几何非线性欧拉稳定理论

目前,桁架结构稳定分析有两个理论:经典的特征值理论和几何非线性临界点理论。前者发展较早,在许多结构力学书中都有叙述。但是经过工程应用检验,它过高地估计了结构抗稳定的能力。后者是20年前提出的,提出者认为适用于所有的扁桁架。经过几年的研究,作者连续提出三个稳定理论:线性与非线性欧拉理论;非线性临界点-欧拉理论和两个计算方法,进行桁架结构的线性和非线性截面优化设计。经过理论研究和对前人文献中数值例题的计算和比较,发现特征值理论不符合实际,临界点理论只适用于大扁度的桁架,而不适用于一切扁桁架。研究结果提供了若干有用的结论,给出了各种稳定理论的适用范围,指出了国际文献中若干例题的正确和错误,补充了桁架结构的稳定分析理论,使之更为完整和实用了。     

NONLINEAR UNIFIED STRENGTH MODEL OF GEOMATERIALS

将材料的破坏归结为剪切破坏,每种材料对应于特定的剪切滑动面,抗剪强度为滑动面上正应力的函数,基于不同材料的强度特性将一系列的剪切滑动面统一起来,建立了岩土材料的非线性统一强度模型.非线性统一强度模型的滑动面为β应力空间内的等倾面,在β应力空间内的强度面为圆锥面;在普通应力空间内的强度面为一系列连续光滑、外凸的锥面,在偏平面上强度曲线涵盖了从下限Matsuoka-Nakai曲线到上限Drucker-Prager圆之间的所有区域,子午面上强度线为直线.非线性统一强度模型只有3个材料参数,参数都具有明确的物理意义,通过与国内外学者已取得的岩土类材料真三轴强度试验结果的比较,表明模型可适用于多种类型的材料,并合理描述其非线性强度特性.     

空间杆系结构实用几何非线性分析

从简单实用的角度论述了空间杆系结构的几何非线性分析方法。文中分析了非线性有限元方法的求解过程,特别强调决定几何非线性收敛结果的关键问题,即由节点位移增量计算单元的内力增量。通过引入转随转坐标系,论述了平面和空间梁单元小应变时单元内力增量的计算问题。针对杆系结构的大应变问题,从有限应变理论出发进行分析,提出了对该问题的有效处理方法,并且用实例进行了验证。计算结果表明,该实用几何非线性分析方法是可靠和有效的。     

A nonlinear composite beam theory

Presented here is a general theory for the three-dimensional nonlinear dynamics of elastic anisotropic initially straight beams undergoing moderate displacements and rotations. The theory fully accounts for geometric nonlinearities (large rotations and displacements) by using local stress and strain measures and an exact coordinate transformation, which result in nonlinear curvature and strain-displacement expressions that contain the von Karman strains as a special case. Extensionality is included in the formulation, and transverse shear deformations are accounted for by using a third-order theory. Six third-order nonlinear partial-differential equations are derived for describing one extension, two bending, one torsion, and two shearing vibrations of composite beams. They show that laminated beams display linear elastic and nonlinear geometric couplings among all motions. The theory contains, as special cases, the Euler-Bernoulli theory, Timoshenko's beam theory, the third-order shear theory, and the von Karman type nonlinear theory.     

Tensile instability of nonlinear spherical membrane with large deformation

The problem on instability of nonlinear spherical membrane with large axisymmetric tensile deformations is investigated by using the bifurcation theory.It is proved that all singular points of the nonlinear boundary value problem must be simple limit points.The effect of loading and material parameters on the equilibrium state and its stability is discussed.     

Nonlocal continuum model for large deformation analysis of SLGSs using the kp-Ritz element-free method

A geometrically nonlinear large deformation analysis of SLGSs is presented using the element-free kp-Ritz method. Classical plate theory (CLP) is applied to describe the geometrically nonlinear behavior of SLGSs. Nonlocal elasticity theory is incorporated into CLP to take the small-scale effect into consideration. The system nonlinear equations are derived from the Ritz procedure based on the total Lagrangian formulation. The modified Newton–Raphson method and arc-length continuation are employed to solve the nonlinear equations. The efficiency of the element-free kp-Ritz method is verified through comparison with results reported in previous research. Numerical cases are studied to examine the influence of boundary conditions, aspect ratio, side length and nonlocal parameters on the nonlinear large deformation behavior of SLGSs. An interesting phenomenon is observed in that the nonlocal parameter effect is related to the mathematical expression of the transverse load.     

非线性系统周期强迫不平衡响应的稳定性分析

多自由度强非线性系统是工程实际中经常遇见的一类模型,利用非线性动力学分析中的打靶法求解该类系统的周期解,并对Flopuet主导特征值判断周期解的失稳方式,利用该方法对旋转机械中的一个具体模型;双盘县臂柔性转子-非同心型挤压油膜阻尼器（SFD）系统周期强迫不平衡响应的稳定性和分岔行为进行了分析,分析表明,在该系统中存在着第二Hopf分岔、倍周期分岔、鞍-结分岔三种分岔形式。     

四边简支矩形板的蠕变损伤非线性弯曲

 基于Kachanov蠕变损伤理论和Von Karman非线性板理论，建立了在横向和面内载荷 共同作用下蠕变损伤四边简支矩形板的非线性弯曲平衡方程，采用有限差分法进行 数值迭代求解，分析了几何非线性、面内荷载等因 素对板非线性蠕变损伤特性的影响.