正交异性光弹性应力分离的边界元法

本文对平面正交各向异性复合材料模型引入正应力线性和及边界上正应力线性和流的概念,提出从应力相容方程出发.用边界元法计算正交异性光弹性模型内任一点的正应力线性和位的方法,再与正交异性光弹性法中所给出的应力同的关系结合,即可进行正交异性光弹性应力的分离.最后,对边界元方法的精度进行了讨论.     

复合材料层合板在动集中力作用下的结构声强特性

本文研究了复合材料正交异性层合板在动集中力作用下的结构声强特性。应用MSC/-NASTRAN商业软件计算了复合材料正交异性层合板在动集中力作用下各单元的内力和速度,再应用MATLAB软件得出复合材料层合板的结构声强。算例表明,复合材料正交异性层合板的结构声强流线图与各向同性板存在明显不同的特性。复合材料正交异性层合板的结构声强流线图受边界条件、层合板叠层顺序和层数的影响。从结构声强向量图和流线图可获得关于能量传递路径、源位置和能量汇合点的许多信息。进一步,结构振动产生的噪声可根据上述信息加以控制。     

各向异性介质波动问题的时域边界元法及实验验证

对前已建立的各向异性介质波动问题的时域边界元计算模型进行了实验验证．用单向纤维增强光弹性复合材料模拟正交异性介质，用冲击加载，加载方向与纤维方向分别成0°，90°及45°角度，进行了正交异性动态光弹性实验及动态应变测量，并同时对该模型进行了时城边界元计算．将时域边界元方法计算出的应力分量代入正交异性动态光弹性的动态应力-光性定律，得到双折射条纹级数随时间的变化曲线，将其与动态光弹性实验的结果进行比较；此外，由动态电测获得的应变响应曲线推算出应力时程；与时城边界元计算出的应为响应曲线也进行了比较．两种情况下，时域边界元的计算成果均与实验成果吻合较好，从而证明该各向异性介质波动问题的时域边界元计算模型具有较好的精度及稳定性，可用于各向异性介质的动态问题特别是波传播问题的分析研究．     

一种分析曲线梁桥问题的方法——子域加权残数法

应用子域加权残数法分析了曲线桥的内力,它拓宽了加权残数法的应用范围。对可比拟为正交异性曲板的曲线梁桥,用本法解决了任意点内力影响场问题,这为按影响场法设计曲线梁挢开辟了一条求解内力的新途径。最后给出了一个具体算例。     

均布压力下正交异性圆锥扁壳的后屈曲分析

基于Ｋａｒｍａｎ型大挠度方程,用修正迭代法分析了均布压力下夹支正交异性圆锥扁壳的几何非线性的后屈曲行为,给出二阶近似的荷载挠度特征关系式及临界荷载,给出了三种正交异性参数对应数值结果,分析了正交异性参数对壳体变形和屈曲荷载的影响。     

光弹法实测正交异性双材料界面裂纹断裂参数

采用光弹贴片法实测正交异性双材料界面裂纹尖端区域的应力应变场， 进而求出界面裂纹的断裂力学参量. 将正交异性双材料板加工成拉伸试件，在聚碳酸酯贴片 的单侧表面镀金属铝膜，以提高贴片的反射效率. 沿贴片后的双材料界面预制裂缝，逐渐加 大载荷，得到一系列清晰的等差线条纹图. 利用正交异性双材料界面裂纹尖端应力分量表达 式计算出应力强度因子. 实验表明，光弹贴片法可有效地分析正交异性双材料界面裂纹问题.     

1-3型OPCM应变传感元件的传感机理研究

本构造了正交异性压电复合材料（OPCM）应变传感元件。从理论上推导了OPCM传感元件检测平面应变场中任意方向应变的力-电耦合方程,用实验手段对OPCM元件的压电正交异性效应进行了验证。实验证明仅当压电相的极化方向与元件的受力面平行时,OPCM元件具备压电正交异性之特性。     

曲面柱壳单元及柱壳相贯的有限元分析

本文在正交曲线坐标中建立了一个二十四自由度的壳单元,分析了正交柱壳相贯线上两柱壳的位移与转角并建立了相互转换关系,用主从约束的方法联合求解。几个算例表明,该单元具有较高精度,结果整理简便。用于工程计算可节省大量机时。     

正交异性输液管的振动与稳定性分析

本文从Flügge正交异性壳体方程和线性势流理论出发,分析了正交异性输液圆柱壳的振动与稳定性能.文中利用梁振型函数展开和Galerkin方法最后把问题归结为一个矩阵复特征值问题.在形成矩阵元素时,采用直接数值积分,简便地解决了一系列广义积分的计算.几个算例说明了:降低壳体母线方向的弹性模量会显著减小临界流速;而改变壳体环向弹性模量则明显影响输液管的固有频率.     

轴对称载荷作用下迭层复合材料旋转壳的分段解析法

纤维缠绕旋转壳体结构具有重量轻、强度高、易加工等优点,这样的壳体在宇航技术中应用最多,这样的壳体沿子午线的刚度是变化的,但通常是正交异性的,且壳壁很薄,因而可以用分段解析法求得近似解。即把壳体沿其旋转轴分成许多个截壳单元,对每一截壳用解析法求 ...     

局部荷载作用下网架结构的拟夹层板分析法

把正交正放类网架结构简化为构造上正交异性的夹层板，采用考虑剪切变形的具有三个广义位移的平板弯曲理论来分析，给出了网架结构在局部荷载作用下的内力、位移解析计算公式，并用有限元方法进行了验证．     

正交异性钢桥面板轮载横向效应的解析分析方法

在分析正交异性钢桥面板构造特点的基础上,将轮载影响范围内的桥面板简化为弹性支撑的平面框架,建立了正交异性钢桥面轮载横向效应的解析分析模型,推导了纵肋弹性支撑刚度和车轮荷载集度等效计算方法,提出了桥面板与U肋交接位置处横向弯曲应力的解析公式,讨论并明确了影响桥面板横向弯曲应力峰值的关键敏感影响因素,并以某钢箱梁为例证明了本文算法的合理性。研究发现,本文方法计算得到桥面板与U肋相交位置的横向应力值与有限元结果相差不超过10%,证实了本文算法的正确性,也为正交异性钢桥面的初步设计提供了极大的方便;正交异性钢桥面板的横向轮载应力随U肋厚度和高度增加而增大,但随顶板厚度和横隔板间距增大而减小;相对而言,顶板内横向拉应力受顶板厚度的影响最为显著,对腹板倾角和U肋腹板厚度的变化并不敏感。     

Theoretical prediction on corrugated sandwich panels under bending loads

In this paper, an aluminum corrugated sandwich panel with triangular core under bending loads was investigated. Firstly, the equivalent material parameters of the triangular corrugated core layer, which could be considered as an orthotropic panel, were obtained by using Castigliano’s theorem and equivalent homogeneous model. Secondly, contributions of the corrugated core layer and two face panels were both considered to compute the equivalent material parameters of the whole structure through the classical lamination theory, and these equivalent material parameters were compared with finite element analysis solutions. Then, based on the Mindlin orthotropic plate theory, this study obtain the closed-form solutions of the displacement for a corrugated sandwich panel under bending loads in specified boundary conditions, and parameters study and comparison by the finite element method were executed simultaneously.     

网架结构拟夹层板法的有限元验证

用拟夹层板法和有限元法对网架结构进行分析，对三类屋面网架（正放四角锥网架、两向正交正放网架和正放抽空四角锥网架）进行了均布荷载、局部荷载（半跨均布荷载）作用下的静力分析以及固有振动分析，对三类竖向承重网架墙体进行了稳定性分析。通过与有限元法分析结果的对比，表明了拟夹层板法作为一种简化的计算方法，其精度是比较高的，绝大多数的误差都小于5％，是可以直接用于工程结构设计的一种有效方法。此外，拟夹层板法还可作为一种在宏观上检验有限元建模正确与否的实用方法。     

STOCHASTIC BOUNDARY ELEMENT METHOD FOR RELIABILITY ANALYSIS OF PLATE AND BEAMS COMPOSITE STRUCTURES

I.IntroductionTheengineeringstructuresareoftells,'1>:'rectcdtotheactionofthestochasticloadingthatvarieswiththetime,forexample,theengineeringstructuresactedonbytheearthquake,theoceanstructuresactedonbydynamicpressure,andthevehiclesofthetransportationinflue…     

THIRD ORDER SHEAR DEFORMATION MODEL FOR LAMINATED SHELLS WITH FINITE ROTATIONS： FORMULATION AND CONSISTENT LINEARIZATION

The paper presents an approach for the formulation of general laminated shells based on a third order shear deformation theory. These shells undergo finite (unlimited in size) rotations and large overall motions but with small strains. A singularity-free parametrization of the rotation field is adopted. The constitutive equations, derived with respect to laminate curvilinear coordinates, are applicable to shell elements with an arbitrary number of orthotropic layers and where the material principal axes can vary from layer to layer. A careful consideration of the consistent linearization procedure pertinent to the proposed parametrization of finite rotations leads to symmetric tangent stiffness matrices. The matrix formulation adopted here makes it possible to implement the present formulation within the framework of the finite element method as a straightforward task.     

空间杆系与叠层板组合结构的非线性稳定分析

本文用非线性有限元法研究一种空间杆系与复合材料叠层板组合结构的非线性稳定问题。将杆系离散成空间梁柱单元，将复合材料叠层板离散成复合材料叠层板单元，并考虑了几何非线性和板的成层正交各向异性性质。为了获得较高的计算效率并顺利通过稳定临界点，求解非线性平衡方程采用了变增量步长和柱面弧长法迭代策略。在考证了程序的正确性之后，具体分析了几个工程模型，得出了于工程设计有益的结论。     

正交正放类网架结构分析的分解刚度法

把正交正放类网架结构简化为构造上正交异性的夹层板,采用考虑剪切变形的具有三个广义位移的平板弯曲理论进行分析。基于分解刚度思想对三类屋面网架(正放四角锥网架、两向正交正放网架和正放抽空四角锥网架)进行了静力分析和固有振动分析,对三类竖向承重网架墙体进行了稳定性分析,给出了简便实用的计算公式。通过与有限元法分析结果的对比,表明了本文提出的方法作为一种简化的计算方法,其精度是比较高的,绝大多数的误差都小于5%,可以应用于工程结构的初步设计。此外,与其他的简化计算方法相比它的精度比较高而且计算过程大大简化了。     

On the Dynamic Interaction and Cross-Interaction of 2D Rigid Structures with Orthotropic Elastic Media Possessing General Principal Axes Orientation

A direct boundary element method (BEM) implementation for the dynamic interaction analysis in the frequency domain of 2D rigid structures with elastic orthotropic media is presented. The BEM implementation is based on non-singular full-space influence functions. The rigid structure response is obtained by applying equilibrium and kinetic compatibility conditions. The method is applied to the analysis of the dynamic response of a rigid tunnel in a half-space with various elasticity principal axes inclinations and to the analysis of two rigid rectangular galleries in a half space with various distances between them.     

基于LHS-Kriging法的正交异性钢桥面板疲劳可靠度分析

为解决随机车载下正交异性钢桥面板疲劳应力谱有限元求解耗时问题，采用拉丁超立方抽样（LHS）与Kriging方法，建立了快速获取随机车流作用下细节疲劳应力谱的LHS-Kriging有限元替代模型，并将此模型应用于南溪长江大桥正交异性钢桥面板疲劳可靠度计算。结果表明，基于LHS-Kriging方法的有限元替代模型， 不需要经过大量车辆荷载的有限元加载，可直接快速获取细节疲劳应力谱；与传统的响应面法（RSM）相比，Kriging法预测的细节等效疲劳应力更符合有限元计算结果；随着交通量增长率的增大，桥梁的疲劳可靠度显著减少；100年后，当交通量增长率为3%和5%时，正交异性桥面板与纵肋焊接处的细节疲劳可靠度小于2。