轴向冲击下理想塑性直杆动态屈曲的过应力简化分析模型*

本文在理想塑性直杆的动态屈曲分析中引入应变率效应,得到相应的动力学微分方程,求出了屈曲半波长,临界载荷和屈曲时间的表达式.讨论了应变率效应对杆的塑性动态屈曲的影响.并与文[4]的理论和试验结果作了比较.     

磁弹性耦合效应引起的铁磁直杆磁场中振动频率的改变

基于磁弹性广义变分原理和Hamilton原理,对处于外加磁场中的软铁磁体,建立了磁弹性动力学理论模型．分别通过关于铁磁杆磁标势和弹性位移的变分运算,获得了包含磁场和弹性变形的所有基本方程,并给出描述磁弹性耦合作用的磁体力和磁面力．采用摄动技术和Galerkin方法,将所建立的磁弹性理论模型用于外加磁场中铁磁直杆的振动分析．结果表明,由于磁弹性耦合效应,外加磁场将对铁磁杆的振动频率产生影响:当铁磁杆的振动位移沿着磁场方向时,其频率减小并出现磁弹性屈曲失稳;当铁磁杆的振动位移垂直于磁场方向时,其频率将会增大．理论模型能够很好地解释已有实验观测的振动频率改变现象．     

功能梯度材料杆的热后屈曲分析

对两端不可移简支陶瓷-金属功能梯度材料(FGM)杆建立了在热载荷作用下的非线性控制微分方程,采用打靶法分析了由二氧化锆和Ti-6Al-4V两种材料组成的FGM杆的热后屈曲行为．首先给出了在均匀温度场中不同梯度指标的FGM杆的热后屈曲平衡路径,并与二氧化锆和Ti-6Al-4V两种均质材料杆的相应特性进行了比较,同时讨论了不同端部转角下梯度指标对FGM杆稳定性的影响;然后分别研究了在温差一定、下表面温度变化时和在下表面温度一定、温差变化时FGM杆的热后屈曲特性,也与两种均质材料杆的后屈曲特性进行了比较．     

加热弹性杆的热过屈曲分析

基于轴线可伸长细杆的过屈曲变形几何理论,建立了两端轴向不可移的均匀加热直杆热弹性过屈曲行为的精确数学模型.这是一个包含杆轴线弧长在内的多未知函数的强非线性一阶常微分方程两点边值问题.采用打靶法和解析延拓法直接数值求解上述非线性边值问题,分别获得了两端横向简支和夹紧杆的热过屈曲状态解,给出了具有不同细长比杆的热过屈曲平衡路径.     

气体钻井钻柱轴扭耦合动态屈曲数学建模与求解

针对钻柱轴扭耦合动态屈曲的基本问题构造哈密顿体系,在辛几何空间中将临界屈曲载荷和动态屈曲模态归结为辛本征值和本征解问题,从而形成一种辛几何算法.方法较好的解决了钻柱轴扭耦合动态屈曲的复杂边界条件问题.在解决气体钻井钻柱动态屈曲问题的研究中具有良好的应用前景.     

基于精确Cosserat模型的螺旋杆稳定性分析

弹性杆的螺旋线平衡问题在DNA、纤维、海底电缆和输油管线等方面具有应用背景.Kirchhoff动力学比拟是分析弹性细杆平衡稳定性的有效方法.Kirchhoff模型中包括中心线无拉伸变形和截面无剪切变形的基本假定与生物大分子等软物质的实际状况有较大差异.基于精确Cosserat模型,考虑中心线的拉伸压缩变形和截面剪切变形,以及剪切变形引起杆中心线转动导致切线轴相对截面法线轴的偏离,以Euler角表达截面姿态,建立圆截面弹性杆的动力学普遍方程.在静力学范畴内讨论螺旋线平衡状态的Liapunov稳定性和Euler稳定性问题,导出稳定性条件及轴向力和扭矩的Euler临界值.证明螺旋杆平衡的静态Liapunov稳定性和Euler稳定性条件是动态Liapunov稳定性的必要条件.     

夹层结构杆在弹性基础上的弹塑性变形

对位于弹性基底上的、具有可压缩非线性芯子的3层弹塑性杆的弯曲问题进行了研究．研究分析了由2个受力层和1个芯子层组成的3层构件的力学响应．解决了位于弹性基底上的3层杆弯曲的复杂问题．对所给出的弹性解法进行了收敛性检验,以保证该弹性解是可以接受的．计算结果表明,材料的塑性和物理非线性对位于弹性基底上的夹层结构杆的变形影响很大．     

圆柱壳在径向冲击载荷作用下的弹性脉冲屈曲

当圆柱壳承受径向脉冲载荷时，如果其径厚比大于一特定值，圆柱壳将产生弹性动力屈曲．本文根据有关实验结果，假定变形模态，采用Ｌａｇｒａｎｇｅ方法分析了有限长薄圆柱壳（ａ／ｈ＝４８０）在余弦冲击载荷作用下的弹性脉冲动力屈曲．导出了动力屈曲方程组，借助数值方法求解方程，并与有关计算结果进行了比较．     

实心矩形截面杆的初始塑性后屈曲

文中用一种新的方法分析了简支受压矩形截面杆的塑性初始后屈曲问题，求出了后屈曲摄动展开式中的高阶项。所用的方法在某些方面类似于Ｈｕｔｃｈｉｎｓｏｎ的方法，但是由于避免了一般奇异摄动中所必需的坐标伸长，因此大大简化了分析过程。从整个求解过程可以看出，本文所提出的方法可用于分析一般板壳结构的塑性初始后屈曲问题。     

广义超弹性杆方程关于Neumann问题解的存在性

通过对广义超弹性杆方程的Neumann边界条件及初始条件的研究,得到了广义超弹性杆方程在Neumann边界条件下局部解和整体解的存在.     

非线性弹性杆波动方程的显式精确解北大核心CSCD

应用sine-cosine方法对非线性弹性杆波动方程进行了求解,得到了该方程的一些新的周期波解和孤波解(材料常数n为不等于1的常数).对部分结果通过数学软件得到了解的图像,获得的结果有助于非线性弹性杆中孤波存在性问题的进一步研究.     

不可压饱和多孔弹性杆动力响应的多辛方法

研究了不可压饱和多孔弹性杆的一维动力响应问题.基于多孔介质理论,在流相和固相微观不可压、固相骨架小变形的假定下,建立了不可压流体饱和多孔弹性杆一维轴向动力响应的数学模型.利用Hamilton空间体系的多辛理论,构造了不可压饱和多孔弹性杆轴向振动方程的多辛形式及其多种局部守恒律.采用中点Box离散方法得到轴向振动方程的多辛离散格式和局部能量守恒律以及局部动量守恒律的离散格式;数值模拟了不可压饱和多孔弹性杆的轴向振动过程,记录了每一时间步的局部能量数值误差和局部动量数值误差.结果表明,已构造的多辛离散格式具有很高的精确性和较长时间的数值稳定性,这为解决饱和多孔介质的动力响应问题提供了新的途径.     

连接阻尼对弹性杆纵向碰撞响应的影响

分析了刚度和阻尼并存的一般边界条件下线弹性杆与刚体的纵向碰撞过程,得到了碰撞后第一个波动周期杆振动的位移、速度和应力的解析表达式,讨论了碰撞持续时间为2倍杆长与波速比的条件.将导出的解析表达式通过具体的算例代入计算,讨论了不同质量比、不同连接刚度条件下连接阻尼对于碰撞过程中杆中质点速度及应力响应的影响.研究表明,连接阻尼改变了受碰撞弹性杆的振动模式,连接阻尼影响着碰撞反射波速度和应力的突变幅度;连接阻尼增大,杆中速度和应力响应分布变平缓:在连接刚度较大的情况下,连接阻尼变化对于杆中质点速度和应力影响较大;碰撞持续时间与质量比、连接刚度、连接阻尼及杆长有关,与碰撞的初速度无关;在质量比较大的情况下,连接阻尼使得反射波到达杆碰撞端时,杆端的应力有显著的变化.     

具有内部约束的弹性杆的屈曲状态

本文对内部受到某种约束的不可伸长的弹性细杆讨论了在轴向推力作用下的屈曲问题.设杆的一端铰支,另一端受到一个平行于x轴的推力(图1).我们假设经无量纲化后弹性细杆的中心线在参考构形中占有x轴的区间[0,1].变形后杆的构形可由已变形杆的中心线与x轴的夹角φ(x)及轴向位移u(x)和横向位移w(x)来决定(图1).这     

弹性直杆中一类动力屈曲问题的渐近解

对于弹性杆受刚性块轴向撞击的动力屈曲问题而言,由于轴向载荷形式较为复杂,问题将归结为关于非线性偏微分方程组解的讨论,至今仍未能得到一个理论上的解析解,为此,讨论了有限长理想弹性直杆的此类动力屈曲问题,采用小参数的摄动展开和变分法,成功地得到了这一问题的一个理论上的近似解,并给出了相应的算例,从中得到了一些有益的结论.     

联合载荷作用下压杆稳定性分析

利用数学分析的基本知识建立了联合载荷作用下压杆的一般控制方程.基于两点边值问题的打靶法计算了悬臂梁在某些特定联合载荷作用下的后屈曲载荷.通过与T im oshenko用椭圆积分法所得结果进行比较,证明了方法的可行性.     

轴向复合载荷作用下变截面悬臂弹性立柱后屈曲分析

基于轴线可伸长弹性杆的几何非线性理论,建立了同时作用端部轴向集中荷载和沿轴线作用分布轴向载荷的变截面弹性悬臂柱的后屈曲控制方程。采用打靶法直接求解了所得强非线性边值问题,给出了截面线性变化的圆截面柱的二次平衡路径及其过屈曲位形曲线。     

粘弹性阻尼对弹性杆内MKdV应变孤波运动的影响

本文用连续谱的微扰论方法,详细地研究了非线性弹性杆内MKdV纵向应变孤波在粘弹性阻尼作用下的演变行为,并将其结果与KdV应变孤波的演变行为进行了比较。     

流固冲击下加筋板的非线性动态屈曲

分析了流固冲击下加筋板的非线性弹性动态屈曲．考虑板与筋的膜力,忽略面内位移,运用Hamilton变分原理,得出非线性控制方程,采用双级数形式的挠度假设,由Galerkin方法得到离散方程组,根据Budiansky-Roth(B-R)曲线,判断加筋板的动态屈曲．     

非保守力作用下杆的塑性动态稳定性

本文用Liapunov第二方法分析非保守力作用下直杆的塑性动态稳定性.杆处于粘性阻尼介质中,并受到切向均布的随动载荷作用.分析中在应力-应变关系中引入了应变率效应.导出了一个稳定性条件,并求出了临界失稳载荷,讨论了应变率效应对杆的稳定性的影响.