求解轴对称结构侧向冲击响应的一种快速算法

轴对称结构在侧向冲击载荷下的动力响应分析,一般采用解析、半解析法或者直接进行有限元数值模拟,这些方法均有一定的局限性.本文依据线性动力学问题的叠加原理,提出了一种基于有限元分析和线性叠加的快速算法.该方法首先采用多条母线对载荷进行离散,然后采用有限元计算结构在单个"载荷单元"作用下的动力响应,最后采用坐标旋转和线性叠加的方法计算得到结构在复杂分布载荷作用下的响应.算例表明,本文提出的算法是正确、有效的,并且具有快速、简便、灵活的特点.     

虚边界元法中的旋转周期对称结构

本文证明具有旋转周期对称性的结构,在对称适应的指标架下,其虚边界元方程的系数矩阵具有块循环的形式,给出一种分解算法（即将原问题分解成一系列相互独立的子问题的求解法）,适于任意形式的载荷分布。     

边界元法中的周期旋转对称

本文证明具有周期旋转对称性的结构，在对称适应的座标架下，其边界元方程的系数矩阵具有块循环的形式，给出分块的系列子问题求解方法，适于任意形式的载荷分布。     

旋转圆环动态特性的行波解

基于固体弹性介质中的行波理论,对旋转圆环的固有频率进行了计算.以扩张弯曲梁微元体的运动方程为基础,分析了运动条件下该波导中行波的色散关系.通过分离正行波数和负行波数,解决了行波法计算旋转圆环的固有频率问题.同时给出了波数分离的判断依据,并结合简谐波动的相位封闭原理和传递矩阵建立了旋转圆环的特征方程.数值模拟研究了旋转体...     

梁在几种典型载荷作用下的弹性力学求解方法

梳理了针对梁在典型载荷作用下三种代表性求解方法，基于均布载荷作用下梁问题的解答，给出了梁受梯度分布载荷作用下的求解方法。将梁模型与复合材料力学相关联，加深了学生对弹性理论的理解。基于叠加原理，给出了具有复杂受载情况下梁的分析方法，拓展了学生对理论应用的认识，具有一定的工程应用价值和教学实践意义。     

旋转弯曲疲劳试验机自动载荷装置

本文作者研制旋转弯曲疲劳试验机自动加载卸载装置．给出了这种装置的结构原理图和电器原理图；论述了该装置的工作原理、工作过程以及性能特点．比较详尽地介绍了这一成果的技术．     

一类新型受任意载荷的杂交旋转壳单元

本文从弹性力学Reissner变分原理出发推导旋转壳曲线坐标系下内分，位移的二类变量广义变分原理，依据这个原理推导一类旋转壳坐标系中具有独立横向转角的受谐和外载荷下的杂交旋转壳单元，内力模式的选用使刚度矩阵的剪切部份在薄壳情况下能反映Kirchhoff假设，并使单元刚度矩阵满秩，从而保证单元无剪切自锁和零能模式，数例证明这类单元对中厚和薄旋转壳具有良好的通用性和较高的精度。     

一类梁系结构线性稳定性分析的简化处理

本文给出了旋转壳与支承支柱系统组合结构线性稳定性分析的简化处理方案，即将空间梁系结构每根梁的单元刚度了四及几何阵按离散富氏系数变量叠加得等效刚度阵及几何阵。从所给算例智 ，这一简化处理是成功的，也说明稳定性分析反映的是结构的总体效应，局部区域的简化处理对整体结构临界载荷影响不大，但可使计算量大大减少。本文的计算方案及程序已应用于实际的冷却塔设计。     

粘弹性夹芯层合旋转圆板的气动弹性动力稳定性分析

基于哈密尔顿原理,考虑作用于圆板上的空气动力载荷以及粘弹性复模量本构模型,本文建立了含有粘弹性夹芯层的旋转圆板的空气动力学模型,并给出了相应的稳定性的控制方程及边界条件。运用Galerkin方法,文中数值求解并给出了夹芯层合旋转圆板的动力学基本特征,以及结构几何参数、材料参数对于其前、后行波振动频率、阻尼和动力稳定性的影响。结果表明：通过优化合理选取粘弹性夹芯层合旋转圆板的几何参数和材料参数,可提高旋转圆板的临界转速和颤振速度,从而增强其稳定性。     

旋转弹性体的有限元线法分析

本文将有限元线法应用于一般荷载作用下的旋转弹性体的分析。文中将任意荷载沿环向展开为Ｆｏｕｒｉｅｒ级数，利用正交性，将问题转变为一系列旋转子午面上二维问题的叠加。文中对任一环向谐波建立了旋转面上的曲线曲边单元，导出了相应的常微分方程体系，并对由柱坐标引起的ｒ＝０处的奇异性问题做了完备合理的处理。文中给出了具有代表性的数值算例，用以展示本法的出色的表现     

巴西劈裂试验应力场解析解应力函数解法

巴西圆盘试验是国际岩石力学学会推荐的用于测量岩石抗拉强度的间接实验,其理论基础是圆盘在荷载作用下应力场的分布。本文以平面应力状态为基础,根据弹性理论中的Airy应力函数和线弹性叠加原理,采用与Н. И. Мусхелишьили所用的复变函数方法完全不同的方法,给出了巴西圆盘内部任意一点应力的直角坐标形式的解析表达式。将得到的应力场解析解和Н.И. Мусхелишьили 采用复变函数方法给出的经典解对比发现,两者完全吻合一致,从而表明本文所采用的方法是合理正确的。     

求解钢压杆极限承载力的有限条塑性系数增量初应力法

本文提出了有限条塑性系数增量初应力法，用于分析钢压杆的弹塑性稳定极限承载力，该法采用分级加载，用有限条法建立结构的增量平衡方程；在塑性范围，引入截面的塑性系数对弹性刚度进行折减得到结构的弹性刚度矩阵；用修正的Ｎｅｗｔｏ－Ｒａｐｈｓｏｎ方法迭代求解，数值结果表明，本法效率较高，与钢压杆试验结果吻合良好，可以考虑残余应力和载荷偏心的影响，可望实现大型超静定结构的极限载力分析。     

核电结构土-结相互作用分析分区混合计算方法

土-结构相互作用分析是核电结构进行抗震设计和安全评估的重要环节.在核电结构的土-结相互作用分析中,阻尼和非线性是影响结构反应的重要因素. 若采用频域分析,可以方便考虑阻尼,但需通过等效线性化来考虑非线性,不适合于强震作用下的土体非线性.若采用时域分析的逐步积分方法,适合于考虑非线性,但材料阻尼一般采用瑞利阻尼模型,除了紧靠指定阻尼比的少数几个振型外,其他振型的反应将受到瑞利阻尼模型所确定的大阻尼所抑制,造成地震反应与真实情形有较大差异.若采用时域分析的模态叠加法,可合理计入阻尼效应,但模态叠加法不能考虑非线性.因此,如何合理考虑阻尼和非线性是核电结构土-结相互作用分析需要关注的问题.基于此,本文提出一种模态叠加和时步积分结合的土-结相互作用分区算法.其中,出于安全性考虑,地震作用下核电主体结构一般不允许进入非线性,因此结构可采用模态叠加方法,以便合理考虑结构阻尼;土体和基础采用显式时步积分法,可考虑土体非线性;通过人工边界条件考虑无限域的影响 (辐射阻尼).通过简单算例对该方法进行了验证,并用于CAP1400核电结构的土-结相互作用分析中,对比分析了采用模态阻尼和瑞利阻尼时核电结构和场地反应的差异,结果表明结构阻尼模型对场地的反应影响不大,但对结构反应影响明显,在实际工程中应合理选取阻尼模型.      

结构稳定分析域外奇点法

利用等效横向荷载的概念，基于静力问题基本解，导出了平面杆系结构线性失稳分 析的域外奇点法. 该法避开使用形式复杂的稳定问题控制微分方程的基本解，使之 成为静力方法的一种直观推广，具有物理意义明确，便于实现等优点. 给出一数值算例，验证了方法的正确性与实用性.     

有限尺寸多钉连接件钉传载荷计算的解析方法

提供一种确定多钉连接件中钉传载荷的解析方法，这个方法将被连接件看作弹性体，以经典结构力学以及弹性理论平面问题复变函数解法为基础，建立了求解钉传载荷的线性代数方程组并给出了若干算例。这个方法不仅具有合理的力学模型，而且具有计算的简捷性与适用的广泛性。     

非高斯荷载作用下结构微小失效概率的估计方法

本文提出了一个估计非高斯荷载作用下结构体系微小失效概率的有效方法．该方法由两个解耦的分析过程组成：第一个过程由移位广义对数正态分布模型估计结构非高斯反应的边缘分布函数,对于移位广义对数正态分布模型的参数估计采用两水准方法;第二个过程由Copula函数估计结构非高斯反应的联合分布函数,通过该联合分布函数的尾部得到结构体系的微小失效概率．非高斯地震荷载作用下六层抗弯钢框架的微小失效概率算例分析表明,本文所提方法能精确估计结构体系的微小失效概率,其计算效率比目前普遍采用的Monte Carlo模拟方法高5~10倍．     

基于最大熵方法的水下航行体结构动力响应概率建模

水下航行体结构承受的水动力外载荷具有显著的时空分布不确定性,其引发的结构动力响应,诸如结构最大内力、最大内力发生时刻、最大内力发生位置等也由此产生了不确定性;同时,水下航行体的动力响应还会因其连接或分离结构的拉压刚度不同而出现非线性特征. 为了在水动力外载荷样本有限的基础上,分析水下航行体结构连接非线性对动力响应统计特性的影响, 利用水下航行体结构的简化动力学模型,计算了水动力横向载荷作用下响应的样本统计矩,采用最大熵方法实现了动力响应的概率建模. 在分别求出结构最大内力、最大内力发生时刻、最大内力发生位置的概率密度函数后,通过与蒙特卡洛模拟结果对比验证了最大熵方法拟合的响应概率密度函数精度;而后,基于这些结构响应概率密度曲线讨论了系统连接非线性参数变化对结构动力响应的影响. 最终得出如下结论:连接非线性会导致结构在只有横向力的作用时产生的轴力响应,并且最大轴力概率密度函数峰值会因连接结构非线性程度增大而逐渐增大;连接非线性对不确定性传播有显著影响,当连接非线性比较强时,输入正态分布的载荷所得到的内力响应不是正态分布的;最大内力响应的发生位置也会受到连接非线性程度的影响. 上述结果可以为结构优化提供技术支持.      

基于Green函数的动态载荷区间识别方法研究

基于位移响应时间序列,提出了对结构动态载荷时间历程进行识别的区间方法.载荷在时域内可用一系列脉冲响应函数来表示,系统的响应是载荷与单位脉冲响应函数(Green函数)的卷积分.采用区间向量定量化不确定但有界的位移响应时间序列,并将Green函数离散,构造区间线性方程组,并利用区间摄动法进行求解,从而得到待识别载荷时间历程...     

由Gurtin变分原理求解一维动力响应的半解析法

基于Gurtin变分原理本文提出了求解动力响应问题的半解析法.该方法在空间域内进行有限元离散,在时间域上取级数。实例表明,该方法是求解动力响应问题的一种非常有效的方法。本文引入了一种节点位移函数,使所导出的位移模式可以求解各种初始条件和载荷的一维动力响应问题。     

The perturbation parameter in the problem of large deflection of clamped circular plates

In the problems of large deflection of clamped circular plates under uniformly distributed loads, various perturbation parameters relating to load, deflection, slope of deflection, membrane force, etc, are studied. For a general perturbation parameter, the variational principle is used for the solution of such a problem. The applicable range of these perturbation parameters are studied in detail. In the case of uniformly loaded plate, perturbation parameter relating to central deflection seems to be the best among all others. The method of determination of perturbation solution by means of variational principle can be used to treat a variety of problems, including the large deflection problems under combine loads. This paper is completed under the guidance of Prof. Chien Wei-zang.