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相似文献
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1.
任意厚度具有自由边叠层板的精确解析解   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
自由边问题一直是三维弹性力学中的难题,通常很难满足自由边上一个正应力和两个剪应力都等于0.基于三维弹性力学基本方程和状态空间方法,引入自由边界位移函数并考虑全部弹性常数,建立了正交异性具有自由边单层和叠层板的状态方程.对状态方程中的变量以级数形式展开,通过边界条件的满足精确求解任意厚度具有自由边叠层板的位移和应力,此解满足层间应力和位移的连续条件.算例计算表明,采用引入的位移函数形式,简化了计算过程并且采用较少的级数项可以获得收敛解.与有限元方法计算结果进行了对比,可以得到较高精度的数值结果.其解可以作为其它数值方法和半解析方法的参考解.  相似文献   

2.
本文研究了由两种不同材料的半空间所组成弹性体的弹性力学基本解。应用三维弹性理论中的Papkovich-Neuber通解以及Kelvin特解,求解出了在空间内部作用有集中力时空间的弹性力学位移场。该位移场在两个半空间内部分别满足各自的位移平衡方程,在其交接面上满足位移及面力的连续条件。作为本文结果的几种特殊情况,半空间的Lorentz问题与Mindlin问题的解,以及Stokes流中类似问题的解均可从该解答中导出。  相似文献   

3.
三维非局部弹性场中裂纹问题的分析方法   总被引:2,自引:0,他引:2  
通过求解得到了三维非局部弹性力学对称情形的单位集中不连续位移基本解·基于该基本解和三维局部(经典)弹性力学的不连续位移边界积分方程———边界元方法·提出了三维非局部弹性力学中的平片裂纹Ⅰ型问题的通用解法,并给出了算例  相似文献   

4.
关于弹性力学平面问题中的主轴应力坐标   总被引:1,自引:1,他引:0  
本文中讨论了弹性力学平面问题中由主轴应力曲线构成的正交曲线坐标系上的平衡方程,以及解的特性.同时,认为在弹性力学中还存在另一种构造解的方式,即可通过直接构造主轴应力正交网络获得主轴应力的解.  相似文献   

5.
从以位移形式表达的三维弹性力学控制方程出发,经双重Fourier变换,并运用基于Cayley-Hamilton定理的降阶解法,推导出位移变量及其1阶导数的解,再利用物理方程求得单层地基的传递矩阵;结合边界条件和层间连续条件,进一步得到多层地基的状态空间解;编制相应程序进行数值分析,对多层地基中有软弱下卧层和坚硬下卧层时的沉降情况进行了比较和讨论.  相似文献   

6.
抛弃任何有关应力或位移模式的假设,在柱坐标系下对正交异性体建立其状态方程.对叠层开口圆柱厚壳的静、动态和稳定问题,利用Cayley-Hamilton定理一次求解全部未知量.无论层数多少,都只归结为求解三元一次代数方程组.此解满足所有弹性力学方程,并计及了全部弹性常数.可得到任意需要的精度.  相似文献   

7.
基于直角坐标系下黏弹性力学的基本控制方程,运用Fourier-Laplace积分变换、解耦变换、微分方程组理论和矩阵理论,推导轴对称动荷载及非轴对称动荷载作用时黏弹性地基三维空间问题积分变换域内的解析单元刚度矩阵;根据边界条件和层间连续条件集成总刚度矩阵;求解含有总刚度矩阵方程的代数方程,得到积分变换域内相应问题的解;利用Fourier-Laplace积分逆变换得到真实物理域内的解.编制相应程序计算黏弹性层状地基动力响应与已有解答进行对比,验证了提出方法的正确性.  相似文献   

8.
球体的弹性动力学解和动应力集中现象   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文提出了一种解析方法求解球体的弹性动力学问题.将球体弹性动力学基本解,分解为一个满足给定非齐次混合边界条件的准静态解和一个仅满足齐次混合边界条件的动态解的叠加.利用变量替换将动态解需满足的动态方程变换为贝塞尔方程,并通过定义一个有限汉克尔变换,就可以容易地求得非齐次动态方程的动态解,从而,得到球体弹性动力学的精确解.从计算结果中可以发现,在冲击外压作用下的球体圆心处具有动应力集中现象,并导致很高的动应力峰值,这对球体的动强度研究有一定的实际意义.  相似文献   

9.
本文从横观各向同性体弹性力学位移形式的基本方程出发,考虑板面承受横向荷载,建立了横观各向同性板弯曲的弹性理论.并由此建立了一个在板的每边能满足三个边界条件的弹性改进理论和一种新的厚板理论.文中求得了周边简支多边形板的弹性改进理论解,数值结果与三维弹性理论精确解的结果非常接近.新的厚板理论和以往的中厚板理论的系统比较表明,我们提出的厚板理论最靠近弹性理论的结果.  相似文献   

10.
裂纹问题的非局部弹性力学分析   总被引:4,自引:1,他引:3  
求解并给出非局部弹性力学平面问题的单位集中不连续位移基本解,基于这些基本解和经典弹性力学中的不连续位移边界积分方程_边界元方法,提出了一种非局部弹性力学平面问题的一般解法·利用该解法,研究分析了Grifith裂纹、边缘裂纹等断裂力学中基本的但又很重要的问题·结果表明,裂纹前沿的应力集中系数与裂纹长度有关,给出了裂纹长度对断裂韧性KⅠc的影响·所得结果与已有实验结果一致·  相似文献   

11.
提出了一种简单的推导各向同性材料,三维弹性力学问题基本解析解的特征方程解法.应用三维问题控制微分方程的算子矩阵,通过计算其行列式可得到问题特征通解所需满足的特征方程.将满足各种不同简化特征方程的特征通解,代入到微分方程算子矩阵所对应的不同的缩减伴随矩阵,可推导得出相应的三维弹性力学问题的基本解析解,包括B-G解、修正的P-N(P-N-W)解和类胡海昌解.进一步对各类多项式形式的基本解析解的独立性进行了讨论.这些工作为构造数值方法中所需的完备独立的解析试函数奠定了基础.  相似文献   

12.
Analytical solution for bending of a simply supported rectangular graphene sheets based on three dimensional theory of elasticity, is studied employing non-local continuum mechanics. By applying the Fourier series solution to the both displacement and stress field along the in-plane rectangular coordinates direction, and to the governing equation and constitutive relations, the three-dimensional governing equations in term of displacement components can be obtained. Closed form solution for the bending behavior of nano-plate is obtained by exerting the surface tractions on the state equations. To validate the accuracy and convergence of the present approach, numerical results are presented and compared with the results available in the open literature. Effect of non-local parameter, aspect ratio, thickness to length ratio and half wave numbers in the bending behavior of plate are examined. Furthermore, these results may also serve as benchmark to further results into the two-dimensional plate theories.  相似文献   

13.
强厚度叠层悬臂圆柱壳的精确解   总被引:1,自引:0,他引:1  
抛弃任何有关位移或应力模式的人为假设,在柱坐标系下对正交异性体建立其状态方程,给出强厚度叠层闭口悬臂圆柱壳静力问题的精确解,此解满足所有基本方程,包含了全部弹性常数可得到任意需要的精度。  相似文献   

14.
板弯曲问题的具两组高阶基本解序列的MRM方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
讨论了双参数地基上薄板弯曲问题.利用两组高阶基本解序列,即调和及重调和基本解序列,采用多重替换方法(MRM方法),得到了板弯曲问题的MRM边界积分方程.证明了该方程与边值问题的常规边界积分方程是一致的.因此由常规边界积分方程的误差估计即可得到板弯曲问题MRM方法的收敛性分析.此外该方法还可推广到具多组高阶基本解序列的情形.  相似文献   

15.
The solution of the two-dimensional problem of the theory of elasticity for a strip and the three-dimensional one for a plate are formulated by simple iterations and using asymptotic estimates with respect to a small parameter. These problems arc solved in the literature by reducing the two-dimensional and three-dimensional problems to one-dimensional and two-dimensional ones, respectively, using the semi-inverse Saint-Venant's method [1, 21. It is assumed that the solution obtained by the semi-inverse method has an error of the order of the relative size of the small domain of the applied self-balanced load. The treatment of the hypotheses, introduced in the semi-inverse method, as a selection of the respective initial approximation of the method of simple iterations enables the solution process to be formalized and provides an estimate of the error. The classical theory of beams and plates is supplemented by a solution of the boundary-layer type. The procedure is illustrated by solving the problem of a strip with an applied concentrated load. An additional solution for a rectangular plate, together with the solution of a biharmonic equation, enables three boundary conditions to be satisfied on each free end surface.  相似文献   

16.
This paper is devoted to the study of a three dimensional model of elastic periodic plate when the thickness e of the plate and the size ω of the periods are small. In the three studied limits (e → 0 then ω → 0), (ω → 0 then e → 0) and lately (e and ω → 0 together) the three dimensional equation of elasticity are approached by the two dimensional general equations of a linear anisotropic plate, the stretching and bending being coupled. This study points out the importance of the ratio of the two small parameters, indeed the moduli occuring in the two dimensional equations are different in the three limits. In each case a convergence proof is carried out.  相似文献   

17.
首先将直角坐标系中的横向变厚度薄板的大挠度方程,转化到极坐标系中的变厚度圆薄板的非对称大挠度方程· 此方程和极坐标系中径向、切向两个平衡方程联立求解· 将物理方程和中面应变非线性变形方程,代入3个平衡方程,可得用3个变形位移表示的3个非对称非线性方程· 用Fourier级数表示的解代入基本方程,获得相应的基本方程· 在周边夹紧边界条件下,用修正迭代法求解· 作为算例,研究了余弦形式载荷作用下的问题,还给出了载荷与挠度的特征曲线,曲线依据变厚度参数变化而变化,其结果和物理概念完全吻合·  相似文献   

18.
In this work, the reducibility condition of the fourth-order equilibrium equation in the strain gradient elasticity (SGE) model for solid cylinder with a cavity is obtained. When the reducibility condition is satisfied, the analytic displacement, generalized radial stress, and generalized angular stress can be solved out, and according to the higher-order coefficients, internal length scale, and Lamé constants, the displacement, generalized radial stress, and generalized angular stress are classified into four types: (1) conventional elasticity solution, (2) quasiperiodic SGE solution, (3) monotonous SGE solution, and (4) non-real-number solution. Quasiperiodic generalized radial stress and generalized angular stress are used to explain the occurrence of zonal failure of surrounding rock of a circular roadway. Numerical analysis with MATLAB is applied to study the influence of loading on zonal failure of surrounding rock of a circular raodway.  相似文献   

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