首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 93 毫秒
1.
假定木梁和纤维增强聚合物(FRP)布分别服从标准线性固体黏弹性本构和弹性本构,且FRP布与木梁紧密粘贴,建立了FRP布加固黏弹性矩形截面Timoshenko木梁弯曲变形的控制方程.在此基础上,利用Laplace变换及其逆变换,给出了突加集中和均布载荷作用下FRP布加固简支黏弹性Timoshenko木梁弯曲变形的轴向位移、转角和挠度解析表达式.根据花旗松(DF)木材标准线性固体本构的材料参数,数值分析了芳纶纤维聚合物(AFRP)含量和梁跨高比对AFRP布加固黏弹性Timoshenko DF梁弯曲蠕变行为的影响.结果表明:Timoshenko DF梁的弯曲蠕变效应显著,AFRP布加固可有效减小Timoshenko DF梁的蠕变挠度;随着DF梁跨高比减小或AFRP含量的提高,AFRP布加固Timoshenko DF梁的最大压应力和最大拉应力减小.  相似文献   

2.
不可压饱和多孔弹性梁、杆动力响应的数学模型   总被引:12,自引:6,他引:12  
杨骁  李丽 《固体力学学报》2006,27(2):159-166
基于多孔介质理论,首先建立了饱和多孔弹性杆件弯曲与轴向变形时动力响应的数学模型.其次,基于多孔弹性梁弯曲变形的数学模型,利用Laplace变换,分析了两端可渗透的饱和多孔弹性悬臂梁在自由端受阶梯载荷作用下的动静力响应,给出了梁弯曲时挠度、弯矩以及孔隙流体压力等效力偶等物理量随时间的响应曲线.发现不可压多孔弹性梁的拟静态响应亦存在Mandel-Cryer现象,多孔弹性梁的挠度具有与粘弹性梁挠度类似的蠕变特征,然而,其应力响应不同于粘弹性梁,随着时间的增加,梁拟静态响应的弯矩逐渐增加,并达到一个稳态值.这些结果有助于揭示植物根茎等力学行为的机理.  相似文献   

3.
本文综合应用无网格方法(EFGM)、线性粘弹性与弹性力学之间的对应原理,Laplace变换和逆变换等方法求解了拟静态平面弹性和粘弹性力学问题。首先,利用Laplace变换和逆变换推导了平面问题的粘弹性本构关系,建立了拟静态粘弹性平面问题的边值问题;其次,利用粘弹性与弹性力学之间的对应原理得到了Laplace变换域中平面问题的基本方程,在Laplace变换域中建立了相应的泛函,并得到了用无网格方法离散的控制方程;同时,求解了几个拟静态弹性和粘弹性平面问题,给出了它们的表达式和数值结果;最后,采用Laplace逆变换和数值逆变换,得到了粘弹性力学平面问题在物理空间中的解,并比较了由解析解和无网格数值方法所得到的数值结果,可以看到它们是非常吻合的。说明本文方法的正确性和有效性。  相似文献   

4.
在具有两个热松弛时间的广义热弹性理论下, 研究了处于定常磁场中的均布各向同性黏弹性半空间中, 由以均匀速度运动的线热源引起的瞬态波问题. 通过引入黏弹性向量势和热黏弹性标量势,问题退化为求解3个偏微分方程. 运用Laplace变换(对时间变量)和Fourier变换(对一个空间变量), 得到了变换域内应力和位移的解析表达式. 采用级数展开法, 得到了边界位移在小时间范围内的近似解, 给出了解的近似范围, 同时还研究了两种特例:(1)热源静止不动, (2)不考虑热松弛时间的影响. 最后对于丙烯酸塑料介质给出了数值结果.  相似文献   

5.
在经典单相Timoshenko梁变形和孔隙流体仅沿多孔梁轴向运动的假定下,基于不可压饱和多孔介质的三维理论,本文首先建立了横观各向同性饱和多孔弹性Timoshenko悬臂梁拟静力弯曲的一维数学模型,并给出了相应的边界条件。其次,利用Laplace变换及其数值逆变换,分析了端部不同渗透条件下,饱和多孔弹性Timoshenko悬臂梁在端部梯载荷作用下的拟静力响应,给出了饱和多孔Timoshenko悬臂梁弯曲时挠度、弯矩以及孔隙流体压力等效力偶等随时间的响应曲线,并与饱和多孔Euler-Bernoulli悬臂梁的响应进行了比较,考察了梁长细比对弯曲的影响。数值结果表明:固相骨架与孔隙流体的相互作用具有粘性效应,梁弯曲的拟静态挠度具有蠕变行为,端部渗透条件对梁的弯曲响应有显著的影响,并且,饱和多孔弹性Timoshenko悬臂梁的拟静态响应亦存在Mandel-Cryer现象。  相似文献   

6.
蒋泉  高存法  徐鑫龙 《力学季刊》2015,36(4):602-610
根据弹性力学轴对称平面应变问题的基本方程,采用有限Hankel变换及其逆变换辅以Laplace变换技术,得到了轴对称径向突加电场载荷条件下电致伸缩材料实心圆柱体的动态位移和应力响应的解析解.由于电冲击引起圆柱体内弹性波的传播,动态位移和应力随时间呈不同峰值的周期性变化.数值计算表明,随着半径增大,位移的响应相应增加,在圆柱表面达到静态位移数值的5倍以上;在圆柱表面附近,动态应力响应呈周期性拉压变化,最大幅度可达到静态应力的20倍左右.因此,在计算位移和应力场时,必须考虑电场冲击因素.  相似文献   

7.
彭凡  顾勇军  马庆镇 《力学学报》2012,44(2):308-316
基于经典的对应原理, 将 Mori-Tanaka 方法等细观力学结果推广于定常温度环境下的黏弹性情形. 根据泊松比与时间呈弱相关的特点, 给出 Laplace 象空间中功能梯度材料的松弛模量和热膨胀系数, 并直接建立耦合热应变的多维黏弹性本构关系. 在此基础上, 求解黏弹性功能梯度圆柱薄壳在热环境中的轴对称弯曲蠕变变形问题. 考虑材料热物参数的温度相关性, 首先确定稳态温度场, 导出相空间中轴对称弯曲变形的解析解, 采用数值反演得到蠕变变形. 算例表明, 蠕变初期, 热环境的影响明显, 随着时间增加, 热应力松弛, 影响逐渐消失. 当圆柱薄壳受轴压时, 相比于两端固支, 两端简支的端部变形更加明显. 通过圆柱薄壳的轴对称弯曲求解, 给出体积含量呈任意分布的黏弹性功能梯度结构在热机载荷下的蠕变分析途径.   相似文献   

8.
位移模式对Cross—PLY矩形板热弹性响应的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文建立了以Reissner混合变分原理为基础的迭层板剪切变形理论来求解Cross-PLY矩形板的热弯曲问题,用二种方式来模拟平面位移沿厚度的变化:将一阶剪切变形理论的平面位移叠加一项交错线性函数;设平面位移是分线性连续函数。为保证层间应力的连续性,将横向剪切应力处理成厚度坐标的二次函数,温度沿厚度线性变化。通过对称及反对称Cross-PLY矩形板的热应力及挠度分析比较,指出了位移模式对热弹性响应  相似文献   

9.
付超  杨骁 《力学季刊》2018,39(1):90
考虑裂纹的缝隙和黏性效应,将梁中横向裂纹等效为黏弹性扭转弹簧,利用广义Delta函数,给出了Laplace变换域内裂纹梁的等效抗弯刚度,得到了具有任意开闭裂纹数目且满足标准线性固体黏弹性本构的Timoshenko梁在时间域内的弯曲变形显式解析通解.在此基础上,通过两个数值算例,分析了时间、梁跨高比和裂纹深度等参数对黏弹性Timoshenko开裂纹梁弯曲变形的影响.结果表明:裂纹黏性对Timoshenko裂纹梁的弯曲具有显著的影响.相比于裂纹的弹性扭转弹簧模型,考虑裂纹黏性效应的黏弹性Timoshenko裂纹梁在裂纹处挠度尖点和转角跳跃现象十分明显.另外,由于横向剪切引起的附加变形,Timoshenko裂纹梁的稳态挠度与Euler-Bernoulli梁挠度的差值为常数,其大小与裂纹模型、梁跨高比或裂纹深度无关,这些结果对梁裂纹无损检测具有指导意义.  相似文献   

10.
本文建立了以Reissner混合变分原理为基础的迭层板剪切变形理论来求解Cross-PLY矩形板的热弯曲问题,用二种方式来模拟平面位移沿厚度的变化:将一阶剪切变形理论的平面位移叠加一项交错线性函数;设平面住移是分段线性连续函数。为保证层间应力的连续性,将横向剪切应力处理成厚度坐标的二次函数,温度沿厚度线性变化。通过对称及反对称Cross-PLY矩形板的热应力及挠度分析比较,指出了位移模式对热弹性响应的影响。  相似文献   

11.
张能辉 《力学季刊》2007,28(2):240-245
由记忆型非均匀热粘弹性材料的积分型本构关系出发,在时空可分离松弛函数假设和平截面几何假设下,通过引进"结构热函数",建立了FGM梁热粘弹性弯曲问题的数学模型及其简化Gurtin型变分原理.在热弹性参数沿厚度方向呈幂律形式变化和热粘弹性松弛函数空域部分沿厚度方向呈指数形式变化的情况下,借助Ritz解和解析解,研究了热载荷作用下材料组分对热弹性/热粘弹性挠度响应和应力分布的影响,发现了热应力反向分布现象.  相似文献   

12.
Timoshenko梁通过假设截面的剪切刚度和附加平均剪切转角变形的方式来近似修正初等梁中未考虑剪切变形能的问题,这与梁剪应力沿梁高变化的实际不符。本文基于材料力学剪应力计算式和相应的剪切变形理论,从剪切变形与梁的位移关系入手,导出矩形梁考虑剪切变形时的纵向位移沿梁高方向的函数关系式,证明该位移可分解为纯弯曲引起的位移和剪力引起的剪力滞翘曲位移之和。应用剪力滞广义坐标与广义力的概念,基于能量变分原理得到等截面梁剪力滞控制微分方程组及其通解形式。对均布荷载作用下矩形简支梁的算例分析表明,本文算法与弹性力学精确解对比,两者的应力和挠度剪力滞系数求解结果非常接近,本文算法有足够的精度,且比弹性力学简单。  相似文献   

13.
This study introduces a micromechanical model for predicting effective thermo-viscoelastic behaviors of a functionally graded material (FGM). The studied FGM consists of two constituents with varying compositions through the thickness. The microstructure of the FGM is idealized as solid spherical particles spatially distributed in a homogeneous matrix. The mechanical properties of each constituent can vary with temperature and time, while the thermal properties are allowed to change with temperature. The FGM model includes a transition zone where the inclusion and matrix constituents are not well defined. At the transition zone, an interchange between the two constituents as inclusion and matrix takes place such that the maximum inclusion volume contents before and after the transition zone are less than 50%. A micromechanical model is used to determine through-thickness effective thermal conductivity, coefficient of thermal expansion, and time-dependent compliance/stiffness of the FGM. The material properties at the transition zone are assumed to vary linearly between the two properties at the bounds of the transition zone. The micromechanical model is designed to be compatible with finite element (FE) scheme and used to analyze heat conduction and thermo-viscoelastic responses of FGMs. Available experimental data and analytical solutions in the literature are used to verify the thermo-mechanical properties of FGMs. The effects of time and temperature dependent constituent properties on the overall temperature, stress, and displacement fields in the FGM are also examined.  相似文献   

14.
热/均布载荷下双材料悬臂梁的解析解   总被引:1,自引:0,他引:1  
程军  蔡红查 《力学季刊》2004,25(4):583-588
基于弹性介质的二维本构关系和热传导理论,采用逆解法,研究了双材料悬臂梁在热/机械载荷作用下的问题,通过假设双材料悬臂梁构件的应力函数,利用应力、位移边界条件和连续性条件,给出了其位移、应力分布的表达式。  相似文献   

15.
Macroscopic constitutive equations for thermo-viscoelastic processes in a fully saturated porous medium are re-derived from basic principles of micromechanics applicable to solid multi-phase materials such as composites. Simple derivations of the constitutive relations and the void occupancy relationship are presented. The derivations use the notion of eigenstrain or, equivalently, eigenstress applied to the separate phases of a porous medium. Governing coupled equations for the displacement components and the fluid pressure are also obtained.  相似文献   

16.
The present paper describes the advancement of displacement potential approach in relation to solution of plane problems of structural mechanics with mixed mode of boundary conditions. Both the conditions of the plane stress and the plane strain are considered for analyzing the displacement and stress fields of the structural problem. Using the finite difference technique based on the present displacement potential approach for the case of the plane stress and the plane strain conditions, firstly an elastic cantilever beam subjected to a pure shear at its tip is solved and these two solutions (plane stress and plane strain) are compared with Timoshenko and Goodier cantilever beam bending solutions (Theory of elasticity, 2nd edn. McGraw-Hill, New York, 1951); secondly the above-mentioned displacement potential approach for the case of the plane stress and the plane strain conditions are applied to solve a one-end fixed square plate subjected to a combined loading at its tip. Effects of plane stress and plane strain on the elastic field of the plate are discussed in a comparative fashion. Limitations of Timoshenko and Goodier cantilever beam bending solutions (Theory of elasticity, 2nd edn. McGraw-Hill, New York, 1951) over the displacement potential approach for the case of the plane stress and the plane strain conditions are not only discussed but also the superiority of the present displacement potential approach for the case of the plane stress and the plane strain conditions are reflected in the present research work.  相似文献   

17.
Based on the non-equilibrium thermodynamic theory, a new thermo-viscoelastic constitutive model for an incompressible material is proposed. This model can be considered as a kind of generalization of the non-Gaussian network theory in rubber elasticity to include the viscous and the thermal effects. A set of second rank tensorial internal variables was introduced, and in order to adequately describe the evolution of these internal variables, a new expression of the Helmholtz free energy was suggested. The mechanical behavior of the thermo-viscoelastic material under simple shear deformation was studied, and the “ viscous dissipation induced“ anisotropy due to the change of orientation distribution of molecular chains was examined. Influences of strain rate and thermal softening produced by the viscous dissipation on the shear stress were also discussed. Finally, the model predictions were compared with the experimental results performed by G‘ Sell et al. , thus the validity of the proposed model is verified.  相似文献   

18.
利用应力函数半逆解法,研究了均布载荷作用下、材料属性在厚度上任意变化的功能梯度简支梁弯曲的解析解,给出了各向应力应变与位移的解析显式表达式.首先根据平面应力状态的基本方程,得出了功能梯度梁的应力函数应满足的偏微分方程,并根据应力边界条件得出了各应力分布的表达式;进而根据功能梯度材料的本构方程和位移边界条件,得出了应变和位移的分布.最后,通过将本文的解退化到均质各向同性梁并与经典弹性解比较,证明了本文理论的正确性,并求解了材料组分呈幂律分布的功能梯度梁的应力和位移分布,分析了上下表层材料的弹性模量比λ与组分材料体积分数指数n对应力和位移分布的影响.  相似文献   

19.
自由端受集中力作用下压电悬臂梁弯曲问题解析解   总被引:5,自引:0,他引:5  
杨德庆  刘正兴 《力学季刊》2003,24(3):327-333
本文对由横观各向同性压电介质构成的悬臂梁,在自由端受集中力作用下的弯曲问题进行了研究。首先根据问题的特点,得到简化的线弹性压电悬臂梁的基本方程。然后根据正交各向异性材料悬臂梁应力分布特点,采用逆解法,建立了该问题的应力函数与电势分布函数,进而得到精确多项式解析解。该解析解形式简单,便于应用。文中对自由端受集中力的常规材料和压电材料悬臂梁的挠度也进行了比较。  相似文献   

20.
唐媛  卿海 《应用力学学报》2020,(2):785-792,I0023
基于修正偶应力理论及表面弹性理论,本文提出了一种新的双曲线剪切变形梁模型,用于均匀微尺度梁的静态弯曲分析。该理论可以直接利用本构关系获得横向剪切应力,满足梁顶部和底部的无应力边界条件,避免了引入剪切修正因子。根据广义Young-Laplace方程建立了梁的内部与表面层的应力连续性条件,单一的变量场可以描述梁的位移模式。通过在位移场中考虑表面层厚度以及表面层的应力连续条件,可以使新模型能够更准确地预测微尺寸和表面能相关的尺度效应。通过Hamilton原理推导出了梁的控制方程和边界条件。应变能除了考虑经典弹性理论,还要考虑微结构效应和表面能。Navier-type的解析解适用于简支边界条件,而基于拉格朗日插值的微分求积法(DQEM)可以研究在不同边界条件下的力学响应。把该数值解与Navier方法得出的解析解作了对比,得出:微尺度梁在考虑表面能或微尺寸效应、不同载荷和梁高变化下的响应一致;当不考虑微结构相关性和表面能效应时,该模型退化为经典的欧拉梁模型。  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号