THE GENERAL SOLUTION OF THE MULTI-ROD JUNCTION PROBLEMS

用位移法推导出载荷作用下多杆汇交问题的通解,避免了列出复杂的几何关系. 通过算例表明,无论是静定还是超静定问题,都可用其求解.     

THE CONVERSION FORMULA OF CONSTRAINED FORCES AND THE TWO-FORCE BAR METHOD FOR FORCE ANALYSIS OF STATICALLY DETERMINATE STRUCTURE1)

对于满足两刚片规则或三刚片规则的简单静定结构,可以证明,用平衡方程进行受力分析时,必可做到一个方程解一个未知力。本文在一个方程解一个未知力的基础上,进一步提出了约束力换算公式及二力杆转化思路,使静定结构的受力分析更加简化。     

超静定捆绑火箭传力试验设计方法

在综合分析试验产品,边界条件,加载激励,测量可实现性等多方面因素基础上,本文设计了一套超静定捆绑火箭传力试验方法,并通过了地面验证.该设计方法能够有效验证超静定捆绑火箭内力载荷计算的准确性,具有重要的工程指导意义.     

The applications of generalized variational principles in nonlinear structural analysis

This paper discusses the generalized variational principles founded by thetechnique of Lagrangian multipliers in structural mechanics and analyzes the nonlinearstatically indeterminate structures.It is assumed that the stress-strain relationship ofthe materials of structures has the form ofσ=Bε~(1/m)orτ=Cγ~(1/m),namely,thephysical equations of structures have the shape of exponential functions.Severalexamples are given to illustrate the statically indeterminate structures such as thetrusses,beams,frames and torsional bars.     

ON THE MODIFIED CASTIGLIANO’S THEOREM

This paper gives the modified Castigliano’s theorem, which is more convenient and more extensive for applications than the classical Castigliano’s theorem.The modifications to the classical Castigliano ’s theorem are in following two respects, the first respect is that the expression of the partial derivative with respect to the concentrated load p of the complementary energy density in the clasical Castigliano ’s theorem is replaced by the expressions with teh products of the external loads and influence functions, the modification brings us greatest simplicity and greatest convenience for calculations under various loads; the second respect is that the expressions with the products of the inhomogeneous boundary displacements and the influence functions are introduced into the classical Castigliano’s theorem, the modification provides the theoretical fundamental for solving the problems of various boundary conditions.We show also the method of how to apply the modified Castigliano’s theorem to solve the problems of the surface structural mechanics.Finally, as a calculated example of the applications of the modified Castigliano’s theorem we solved the equation of the deflection surface of the rectangular plate with two adjacent edges built-in and other two adjacent edges free.     

用等效力系变换矩阵求解静不定桁架极限载荷

采用等效力系变换矩阵研究了双模量静不定桁架极限载荷问题．首先证明了固体的等效力系变换矩阵与等效位移变换矩阵是互为转置的矩阵,采用等效力系变换矩阵求解双模量静不定桁架结构的内力,然后再利用静力方程确定双模量静不定桁架结构的极限载荷．当力的变换关系可以根据物理条件容易求得,而位移的变换关系不容易找出时,用等效力系变换矩阵求解静不定桁架极限载荷,就更能显示出其计算过程简洁、清晰等优点．用等效力系变换矩阵求解静不定桁架极限载荷不涉及材料的性质,对各向同性材料、双模量材料静不定桁架极限载荷的求解都适用．     

用拉格朗日函数分析不同模量静不定桁架内力

在外载荷作用下的不同模量静不定桁架平衡问题,是任意有限多个自变量的多元函数在任意有限多个约束条件下的极值问题,对采用拉格朗日乘数法求解此类极值问题进行了数学证明．通过求解不同模量静不定桁架极限载荷的几个算例,阐述拉格朗日乘数法在计算不同模量静不定桁架极限载荷中的应用．研究结果表明：采用拉格朗日乘数法求解不同模量静不定桁架极限载荷的通用性较强,用拉格朗日乘数法求解不同模量静不定桁架极限载荷的方法不但克服了常规方法需利用几何关系建立协调方程的缺陷,且具有力学概念清晰直观、计算过程简便、便于工程设计人员在实际中掌握和应用．     

非线性材料杆系结构的内力求解

随着科技的发展,已研发出了许多非线性材料,这些非线性材料组成的结构已在工程实际中得到了广泛应用．本文研究了静不定非线性材料结构杆件内力的求解这一关键问题．利用非线性材料结构余能及静力平衡条件,构造了新泛函数,对新泛函数进行一阶求导,即可方便求得静不定非线性材料结构杆件的内力．同时,指出了非线性材料杆系结构的内力求解时存在漏解的原因：结构材料的应力与应变本构关系为非线性幂函数,把结构余能对杆系的内力求一阶偏导,令所得到的位移方程等于零,该方程为一元二次方程,应有两个实数解,而有关文献却遗漏了一个实数解．     

空间静不定桁架的变形协调条件及求解

根据桁架受载后各杆件的伸长量、各杆件夹角的变化之间的几何关系，以各杆的伸长量和夹角的微小变化为未知量，建立了空间静不定桁架的变形协调条件，并结合实例给出了求解空间静不定桁架的一种计算方法．     

Figures of and come from two basic structures in force method

在传统的结构力学力法教学中,无论是力法基本方程的建立还是方程中系数和自由项 的求解,都要求在同一基本结构上进行. 本文通过实例计算和比较,采用公式叠加原理分析 了当$M_p$图与$\overline M_1$图分别选自不同的基本结构时,力法基本方程的物 理意义以及计算过程的科学意义. 结果显示在力法计算中,基于不同的基本结构求 解超静定问题,可简化力法的计算过程. 用本文方 法开展教学,有利于学生对力法的深入理解和掌握.     

大型超静定回转窑支承载荷求解通用方法

回转窑是冶金、水泥、耐火材料连续生产中的关键设备，是一种重载、大扭矩、多支点、超静定运行系统。本文针对回转窑载荷分布和刚度变化复杂的特点，建立起支承载荷求解的通用力学模型和求解矩阵，分别推导出窑头、窑尾为悬臂端和简支支承时，支承载荷分配与轴线偏差的线性关系式，并给出应用实例。这对合理调整与维护回转窑，保证它安全、高效地运行，有效提高企业经济效益有重要意义。     

无约束反对称静不定刚架截面相对位移的解法

从虚功原理出发,重点讨论了在求解无约束反对称静不定刚架截面相对位移时,单位载 荷状态的构造方法与原则,可以启发教师和学生在进行该部分内容的讲授与练习时,从本质 上理解并灵活运用单位载荷法.     

转换矩阵在非线性材料杆系分析中的应用

证明了在杆系中,力的转换矩阵与位移的转换矩阵互为转置矩阵,当静不定非线性杆系静力平衡方程确定,而变形协调条件难以确定时,利用转置矩阵可以方便求得静不定非线性杆系的内力及有关节点位移。非线性材料杆系应力-应变关系σ=Bε^1/n中的幂n=2时,非线性材料静不定桁架有可能存在两个解;而采用常规方法求解静不定非线性杆系内力时有可能存在漏解现象,即出现仅能得到一个解的现象。非线性材料杆系应力-应变关系σ=Bε^1/n中的幂n=1时,假设非线性材料杆系各杆内力全部受拉力,或按各杆内力真实受力情况去求各杆内力及节点位移,求得结果的绝对值都是相同的,仅存在符号的差异;与按非线性材料杆系应力-应变关系σ=Bε^1/n中幂n=2时,求得的各杆内力及节点位移的其中一个解的绝对值是一致的。     

自适应超静定桁架强度控制能力的提高

利用作动器的调节功能和超静定桁架的内力耦合特性,提高了自适应超静定桁架结构的承载能力,获得了更加合理的结构工作状态,有效地解决了文[8]中当作动器刚度较小时调控能力受限的问题。计算结果比文[8]模型的结果更令人满意。     

DNA纳米管的扭转刚度模型

刚度是衡量材料弹性变形难易程度的一个定量表征参数,与DNA纳米管静动力学特性及其结构生物功能密切相关．本文致力于研究DNA纳米管的扭转刚度．首先,在六角形均匀封装条件下,考虑到单个DNA杆件弯扭组合问题的静不定特点,我们利用平衡方程、变形协调方程和弹性本构方程,合理预测了DNA纳米管扭转实验中单个DNA杆件的弯扭组合变形,由此给出了DNA纳米管扭转刚度预测的解析模型．最后的结果表明：随着DNA杆数的增加,DNA纳米管的弯曲刚度显著增加,而其扭转刚度却几乎不变,合理解释了扭转实验中发现的现象．有关结论为DNA折叠结构的设计和应用提供了参考．     

盘绕式空间可展折叠无铰伸展臂的屈曲分析理论研究

首先介绍了无铰可展空间伸展臂(Hingeless Mast)构造特点、展开折叠机理和受力特点,然后根据弹性稳定理论和能量原理,分别推导出局部卷压屈曲和整体螺旋屈曲的临界压力表达式,并据此进行参数特性分析。本文分析理论对无铰空间伸展臂的设计具有重要指导意义。     

自适应结构多工况下强度控制的研究

对自适应超静定桁架结构的强度控制问题进行了研究，把模型从单一工况推广到了多工况，实现了理论的完整性，定义了结构工作状态系数， 分析了作动器的联入对结构强度的影响，利用超静定桁架的耦合特性和作动器的调节功能，把强度控制问题转化为数学规划问题，方法简单有效。     

SOME PROBLEMS IN THE TEACHING OF STRUCTURAL MECHANICS1)

结合结构力学的教学实践,给出了几何构造分析概念在求解静定结构内力、用机动法作梁的影响线、应用虚功原理求静定结构反力等方面的应用;分析了自由度、计算自由度、结构动力计算自由度、稳定性问题的自由度之间的区别与联系;汇总了力法、位移法等方法的特点及适用问题;介绍了部分结构力学内容应用多媒体、实验、数值仿真相结合的教学方法。将结构力学内容的内在联系、容易混淆的概念、各种方法的特点理清楚,从而提高教学效果。     

Alberto castigliano,railway engineer: His life and times

Meccanica - The theory of structures was the subject of considerable attention during the second half of the 19th century. Castigliano, an Italian railway engineer, was one of the first to propose...     

On the stability of Staude's permanent rotations of a gyroscope with damping

Summary The stability behavior of unsymmetric damped gyroscopes varies basically from the well-known behavior of symmetric damped gyroscopes: statically stable gyroscopes may be unstable due to unsymmctries and statically unstable gyroscopes can be stabilized by unsymmetric moments of inertia. The asymptotic stability of unsymmetric gyroscopes is rigorously analysed using the time-invariant equations of motion in a rotating frame and the Hurwitz theorem. The results are presented in the Magnus shape triangle as well for statically stable as for statically unstable gyroscopes.

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Übersicht Das Stabilitätsverhalten des unsymmetrischen gedämpften Kreisels unterscheidet sich grundsätzlich von dem bekannten Verhalten symmetrischer gedämpfter Kreisel: statisch stabile Kreisel können durch die Unsymmetrien instabil werden und statisch instabile Kreisel lassen sich durch unsymmetrische Trägheitsmomente stabilisieren. Die asymptotische Stabilität unsymmetrischer Kreisel wird mit den zeitinvarianten Bewegungsgleichungen im drehenden Bezugssystem vollständig untersucht. Dabei wird das Hurwitzsche Stabilitätskriterium benützt. Die Ergebnisse werden im Magnusschen Formdreieck für statisch stabile und statisch instabile Kreisel dargestellt.

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The authors acknowledge the support of the Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD), Germany and the Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Brazil.