一类非均质变截面弹性直杆纵向振动的精确解

本文应用可积的一类线性微分方程求出了非均质变截面弹性直杆振动问题的一个精确解,我们应用这一精确解验证了渐近解的精确度。     

NECESSARY CONDITIONS FOR SEPARATION OF STRAIGHT BAR FROM HORIZONTAL PLANE WITHOUT SLIDING

该文研究的是起初竖直静置于水平面上的非均质细直杆的倾倒过程,利用质心运动定理、机械能守恒定律和定轴转动定理导出了直杆在下端不滑动情况下所受支持力的表达式,据此指出了直杆能够脱离水平面的必要条件同时包括两部分：对直杆质量分布的要求;对直杆与水平面之间的静摩擦因数的要求。     

细直杆无滑动脱离水平面的必要条件

该文研究的是起初竖直静置于水平面上的非均质细直杆的倾倒过程,利用质心运动定理、机械能守恒定律和定轴转动定理导出了直杆在下端不滑动情况下所受支持力的表达式,据此指出了直杆能够脱离水平面的必要条件同时包括两部分:对直杆质量分布的要求;对直杆与水平面之间的静摩擦因数的要求。     

直杆碰撞刚性壁弹塑性动力后屈曲有限元分析

利用显式动力学有限元方法对直杆弹塑性动力后屈曲进行了分析,模拟了直杆轴向碰撞动力屈曲的变形及发展过程。分析中在直杆碰撞端局部临界屈曲长度范围内引入半正弦波形式的初始缺陷,计算结果与文献中的实验数据获得了很好的一致。分析结果表明,随着碰撞过程中所产生的应力波逐渐向前传播,后屈曲变形过程中所呈现的多个半波形式的高阶屈曲模态由初始具有单个半波形式的简单屈曲模态迅速演变而成。分析结果同时也揭示了直杆动力屈曲变形发展的机理,以及轴向应力波和屈曲变形的相互作用规律。     

弹性压应力波下直杆动力失稳的机理的判据

基于应力波理论和失稳瞬间能量的转换和守恒,导出了一个直杆动力分岔失稳的准则：（1）直杆在发生分岔失稳的瞬间所释放出的压缩变形能等于屈曲所需变形能与屈曲动能之和;（2）在上述能量转换过程中,能量对时间的变化率服从守恒定律。应用临界条件（1）推导出的直杆动力失稳的控制方程和杆端边界条件以及连续条件,与应用哈密顿原理推导的结果完全相同,但不足以构成求解直杆动力失稳问题的完备定解条件,导出包含两个特征参数的一对特征方程。从而建立了求解直杆动力失稳模态和两个特征参数（临界力参数和失稳惯性项指数参数即动力特征参数）的较严密理论方法。     

弹性压应力波下直杆动力失稳的机理和判据

基于应力波理论和失稳瞬间能量的转换和守恒,导出了一个直杆动力分岔失稳的准则:(1)直杆在发生分岔失稳的瞬间所释放出的压缩变形能等于屈曲所需变形能与屈曲动能之和;(2)在上述能量转换过程中,能量对时间的变化率服从守恒定律.应用临界条件(1)推导出的直杆动力失稳的控制方程和杆端边界条件以及连续条件,与应用哈密顿原理推导的结果完全相同,但不足以构成求解直杆动力失稳问题的完备定解条件.应用临界条件(2)导出压缩波前的附加约束方程.由此得出该问题的完备定解条件,导出包含两个特征参数的一对特征方程.从而建立了求解直杆动力失稳模态和两个特征参数(临界力参数和失稳惯性项指数参数即动力特征参数)的较严密理论方法.     

变截面弹性直杆纵振动分析的小波——DQ法

在经典微分求积(DQ)法基础上, 根据多分辨分析理论, 以尺度函数为基础构造插 值基函数, 形成了新的微分方程边值问题的求解方法------小波--DQ法, 并应用该方法分析了变截面弹性直杆的纵振动问题, 给出了其频率方程, 计算出了不同参数下固 支--固支, 自由--自由楔形直杆和锥形直杆的固有频率, 数值结果表明该方法是一个简单易行高精度的方法, 该方法可以推广应用于其他力学问题的数值分析.     

摩擦作用下直杆在对称斜面间的稳定平衡分析

摩擦提供的约束反力在由正应力所确定的范围之内．对称平板支承下的直杆在水平状态时平衡,但重心最高,因而没有摩擦时不能稳定平衡;摩擦作用下直杆平衡的倾角范围与平板坡度相关,可依据摩擦力达到极限值确定;若直杆与平板夹角小于90o,则平衡是稳定的,否则将跳跃到一侧平板,且摩擦角小于板面倾角时下滑到底部．支承板倾角变化时,处于稳定平衡状态的直杆将在一端发生滑移：倾角增大则高端向上、减小则低端向下,以使直杆重心位置较低．若支承板倾角作周期性变化,则直杆将逐渐倾斜而失稳：下滑到底部或跳跃到一侧平板．摩擦使力学系统具有非线性特征,其平衡位置可以在状态参数连续变化时发生跳跃．     

弹性直杆动态屈曲与后屈曲的实验研究

对传统的霍普金森压杆装置（ＳＨＰＢ）进行改进，用于研究弹性直杆的动态屈曲与后屈曲，并且分析了影响实验精度的因素。实验结果表明，在轴向应力波作用下弹性直杆的动态屈曲临界载荷明显高于静态的，并且在屈曲发生后，在直杆中有弯曲波产生，其波速大约为弹性剪切波的波速。     

轴向冲击载荷作用下直杆弹性动态屈曲的研究

本文利用分叉的概念,从应力波理论出发,把轴向冲击载荷作用下直杆的弹性动态屈曲问题化为特征值问题,从而导出直杆动态屈曲的临界分叉准则。同时,本文对一端固支直杆受轴向冲击时的弹性屈曲问题进行了实验研究,测到的临界屈曲时间和理论预计值基本符合,证实了理论模型的合理性.理论和实验两方面的结果都表明,直杆受轴向冲击载荷作用时的屈曲现象发生在波动过程的前期,因此在处理这类问题时考虑波动效应是必要的。     

刚性直杆倾倒过程的动态分析

考察了刚性直杆由静止开始倾倒到接触地面前这一短暂时间内的力学行为.建立了刚性直杆定轴转动和平面运动的动力学方程.应用Mathematica软件揭示了系统在倾倒过程中的角位移、角速度、角加速度、质心加速度以及摩擦力等随时间变化的规律.     

非均质变截面弹性直杆纵向自由振动的渐近解法

本文研究弹性模量、横截面积和单位杆长质量均按指数规律变化的非均质变截面弹性直杆的纵向自由振动问题,提出了一种既能保证一定精度,计算又很简单的非均质变截面弹性直杆纵向自振频率及振型的渐近解法,导出了“1”级近似解的具体计算公式,最后给出了两个算例,并与精确解进行了比较。     

Bessel函数渐近展开式在楔形直杆纵向自主振动中的有效范围

Bessel函数渐近展开式可以用来核算楔形直杆纵向自主振动频率,但这种渐近展开式有其一定的有效范围.本文的目的是论述如何确定这个范围,并捉及哪些参数能使分界线如何挪移. 1.有关的微分方程及其通解文章曾由变截面直杆纵向振动微分方程     

基于弹性波反演的压力管道损伤识别

基于弹性波的波动方程反演提出压力管道的损伤检测方法，根据直杆的波动方程，用直杆的横截面积作为反演参数模拟管道损伤，在优化思想下利用序列二次规划对其进行数值反演，达到损伤识别。     

匀速轴向压力作用下两边简支直杆的动力屈曲

根据在不同的变形状态下匀速轴向受压的、两边简支的弹性直杆的动力屈曲控制方程,对直杆一阶、二阶形式的动力屈曲利用差分方法和有限元数值模拟方法进行计算和比较,并通过改变加载速度得到相应的数值解。计算结果表明:在保证精度的情况下,加载速度的增加使得两边简支直杆屈曲模态由一阶向二阶发生渐变;在屈曲刚发生阶段,屈曲载荷保持不变,之后屈曲载荷随着加载速度的增加而逐渐增大,且存在临界加载速度使屈曲载荷在该位置发生突变。     

考虑摩擦时刚性直杆倾倒的运动分析

为了探究考虑摩擦时均质刚性直杆倾倒的全过程,利用理论分析和数值计算的方法,详细分析了在不同摩擦因数下刚性直杆倾倒的三种运动过程,得到了倾倒时的动力学方程及其解答,并推导了杆触地端位移的表达式,通过数值计算的方法绘出了杆触地端最终位移与摩擦因数的关系曲线,并通过实验验证了部分结论。     

受轴向冲击有限长弹性直杆中应力波引起的分叉问题

研究了有限长理想直杆受阶跃载荷作用的弹性动力屈曲问题。将直杆的屈问题归结为由轴向应力波传播而导致的杆的分叉问题，并考虑了应力波反射的影响。给出了分叉发生的临界条件并对具体实例进行了计算。最后对阶跃载荷及脉冲载荷对杆的动力屈曲的影响进行了讨论。     

漫谈冰球大力击射中的力学原理

冰球作为冬奥会唯一的集体球类项目,展现了技术、力量和速度的完美结合,诠释了"更高、更快、更强、更团结"的奥林匹克精神.本文主要从力学的视角,分析和讨论了冰球大力击射过程中的影响因素,揭示了其中的力学原理.通过设计冰球大力击射的模拟实验,发现直杆的旋转角速度和直杆的长度对冰球速度有重要的影响.从角动量守恒和能量守恒的角度...     

变截面黏弹性直杆纵振时复频率分析的差分解法

从一维黏弹性本构方程出发,导出了黏弹性变截面直杆纵向振动微分方程的一般形式,采用了有限差分法,并以二阶矩阵表示的递推形式,建立了该问题的复特征值方程组。两种Maxwell黏弹性变截面（指数指数、线性函数）直杆的数值计算表明,该方法运算简单,计算精度高,能适用于求解任意变截面黏弹性直属的纵向自由振动问题。     

细长直杆受轴向压力在欧拉范围内的讨论

过去和现行的大中专力学教材中,对本文讨论的问题均有结沦,其结论是:“无论支承情况如何,细长直杆受轴向压力开始弯曲时的弹性曲线方程均是y=A sin kx同类型的三角函数;”也有认为是与y=A sin(π/l)x相同的半波正弦曲线的。我认为以上结论均是错误的,应予纠正。为此,特将四种不同支承情况的细长直杆受轴向压力在欧拉范围内的讨论简述于后。 设(图1)为一端固定、一端轴向自由的细长直杆受轴向临界压力P_K的作用处于微变