求解多层弹性半空间轴对称问题的精确刚度矩阵法

本文首先从弹性力学的基本方程出发，利用Hankel积分变换等数学手段，推导出了单层弹性半空问轴对称问题的刚度矩阵，然后按传统的有限元方法组成总体刚度矩阵。通过求解由总体刚度矩阵所构成的代数方程和Hankel积分逆变换就可解出静荷载作用下多层弹性半空间轴对称问题的精确解。由于刚度矩阵的元素中不含有正指数项，计算时不会出现溢出的现象，从而克服了传递矩阵法的缺点。由于在推导过程中摒弃了应力函数的选择，使得问题的求解更加理论化和合理化，同时也为进一步研究这类问题如温度场，动力学等方向奠定了理论基础。最后，文中还给出了计算实例来证明推导结果的准确性。     

多层弹性半空间问题解的精确刚度矩阵法

利用二维Fourier积分变换和刚度矩阵法,得到了直角坐标系下多层弹性半空间问题的精确解.在推导的过程中,直接从空间弹性力学的基本方程出发,利用积分变换等数学手段,首先推导出了单层空间弹性问题的刚度矩阵,然后按有限元法组成总体刚度矩阵.通过求解由总体刚度矩阵所构成的代数方程和积分逆变换,就可解出在任意静荷载作用下多层弹性半空间问题的精确解.由于刚度矩阵中不含有正指数项,计算时不会出现溢出现象,从而克服了传递矩阵法的缺点.由于在推导过程中摒弃了应力函数的选择,使得问题的求解更加合理化.最后还给出了计算实例来证明推导结果的准确性.     

轴对称横观各向同性层状弹性半空间问题受力分析

本文从柱坐标系弹性力学基本方程出发,将位移场和应力场在径向进行Ｈａｎｋｅｌ变换,利用常微分主程求解原理,直接得出在轴对称荷载作用下横观各向同性半无限弹性空间的位移场,利用此结果推导出单层元的刚度矩阵。     

半刚性钢框架的内力分析

采用二阶非线性分析方法分析和设计半刚性钢框架，包括连接的柔性以及构件的几何非线性的影响，提出了半刚性钢框架中梁柱单元刚度矩阵和半刚性梁的单元刚度矩阵；推导了半刚性梁在集中荷载，均布荷载，线性荷载作用下的固端弯矩的求解公式；连接的柔性对无支撑框架的侧移有很大的影响，设计时通过变化连接的刚度以平衡梁的跨中和端弯矩。     

任意荷载作用下成层粘弹性体的求解

基于粘弹性体经关于时间：作Ｌａｐｌａｃｅ变换的基本方程的转换及Ｈａｎｋｅｌ变换,得到了任意荷载作用情形下,无限粘弹性层不同深度经这两种的位移应力向量间的传递矩阵。运用该传递矩阵可求解成层的层全拼情形的多种弹性模型的空间总理２。本文最后用这种方法计算了一个算例。     

半刚接钢框架的动力分析

推导了半刚接钢框架动力有限元的质量矩阵和刚度矩阵．建立了具有不同节点初始刚度的半刚接多层钢框架及相应刚性框架的计算模型．采用ANSYS软件进行数值模拟分析，研究了节点刚度对结构自振频率的影响以及结构在谐振荷载作用下的响应，对地震波激励下的结构进行了时程分析．分析结果表明不半刚接框架节点的柔性对结构自振频率产生较大的影响，节点柔性越大，结构自振频率降低也越大，结构的抗震设计应考虑节点柔性的影响；半刚接钢框架顶点位移和柱底剪力时程曲线在地震波激励时间内表现出良好的稳定性，柔性连接可以代替刚性节点用于抗震区的钢框架设计中．     

约束层阻尼板动力学问题的半解析解

利用条形传递函数方法(SDTFM)得到了约束层阻尼(CLD)板动力学问题的半解析解.首先对CLD板沿纵向离散成多个条形单元,基于Hamilton原理推导出条形单元的刚度矩阵和质量矩阵,仿照有限元法组集得到系统的总刚度矩阵和总质量矩阵.经Laplace变换后引入状态向量,采用分布参数传递函数方法在状态空间内建立CLD板的控制方程并进行求解.最后以对边固支和悬臂CLD板为例,得到了板的动力学特性和频响曲线,并与NASTRAN或相关文献结果进行了比较,吻合良好,验证了该方法的有效性.从推导过程和算例可以看出,该方法所需的单元数目少,获得的是半解析解,计算效率高且准确可靠.     

竖向力作用在粘弹性土体内部时的解答与应用

选择三参量固体模型描述土体的粘弹性本构关系,利用半空间体内部受竖向集中力的Mindlin弹性解,根据粘弹性理论中的准静态弹性-弹粘性对应原理,推导了竖向力作用在粘弹性半无限土体内部的理论解。通过对应力和位移解答进行Laplace逆变换,给出了应力与位移的时域解。作为解答的应用,建立了粘弹性半无限体内部矩形面积上作用有三角形分布、均匀分布荷载时的粘弹性沉降计算公式。为了便于计算与工程应用,根据粘弹性理论解编制了计算程序。结果验证和实例分析表明,文中理论解是正确的,并为工程实际应用提供了理论依据。     

粘弹性基支粘弹板轴对称问题的动力响应

本文讨论粘弹性半空间地基上粘弹性圆板受轴对称载荷时的动力响应,将问题化为在Laplace变换空间中的第一类Fr积分方程,通过数值解和进行数值逆变换求得问题的解答。     

非线性杆单元荷载矩阵积分算子直接集成算法

在文献[1]的基础上，将积分算子直接集成单元刚度矩阵的方法扩展应用于非线性杆单元的荷载矩阵集成．该方法将分布荷载产生的内力函数分解为由未知参数表示的线形项，和与分布荷载特性相关的已知函数项的组合，计算积分算子，由积分算子的线形组合得到分布荷戟产生的杆件内力函数，从而得到荷载矩阵．该方法没有采用任何假定，具有广泛的普适性，能用于求解任意刚度分布杆件上作用任意分布荷载或集中荷载的单元荷载矩阵．对于刚度非连续、荷载分布非连续的情况，该方法避免了高斯数值积分的误差，具有更高的计算精度。     

结构粘弹性分析的线法

本文将以现代常微分方程求解器为支撑软件的线法推广应用于含时间变量的粘弹性力学问题。基基本思想是先用拦普拉斯积分变换把问题的控制偏微分方程组和定解条件进行交换,得到拉氏变换空间中的定常问题,然后用传统的线法借助于常微分方程求解器得到该变换空间中的数值解,再应用拉氏数值逆变换求得原时空域中的数值解。文中还给出方法的基本原理和实施过程。算例表明,采用拉普拉斯积分变换于线法分析结构粘弹性力学等含时间变量的     

三维粘弹性层状半空间埋置集中荷载动力格林函数求解—修正刚度矩阵法

针对三维粘弹性层状半空间埋置集中荷载作用下动力响应问题,在柱面坐标下,结合径向Hankel积分变换,提出了一种新的求解方法—修正刚度矩阵法。方法基于位势函数理论,将三维问题分解为平面内反应(P-SV波型)和平面外反应（SH波型）两个二维问题的叠加;借鉴结构力学中超静定结构的位移法原理,首先固定荷载所在层的上下界面,通过对波动方程的特解和齐次解叠加得到“固端”反力。进而放松两“固端约束”,利用直接刚度法求得各层面位移,荷载作用层内反应另需叠加上该“固定层”内解,并将特解部分积分（直达波）由全空间解析解代替,解决了当接收点和源点作用水平面接近时的积分收敛问题。算例分析表明,对于低频（可退化为静力状态）和高频问题,本文方法均具有很高的计算效率和精度。     

Saint-Venant problem of three-dimensional linear viscoelasticity in the Hamiltonian system

The traditional Saint-Venant problem of three-dimensional viscoelasticity is discussed under the Hamiltonia system with the use of the Laplace integral transformation, and the original problem is transformed into finding eigenvalues and eigenvectors of the Hamiltonia operator matrix. Since local effect near the boundary is usually neglected, all solutions of Saint-Venant problems can be obtained directly by the combinations of zero eigenvectors. Moreover, the adjoint relationships of the symplectic orthogonality of zero eigenvectors in the Laplace domain are generalized to the time domain. Therefore the problem can be discussed directly in the eigenvector space of the time domain, and the iterative application of Laplace transformation is not needed. Simply by applying the adjoint relationships of the symplectic orthogonality, an effective method for boundary condition is given. Based on this method, some typical examples are discussed, in which the whole character of total creep and relaxation of viscoelasticity is clearly revealed.     

Transient analysis of viscoelastic helical rods subject to time-dependent loads

The transient analysis of viscoelastic helical rods subject to time-dependent loads are examined in the Laplace domain. The governing equations for naturally twisted and curved spatial rods obtained using the Timoshenko beam theory are rewritten for cylindrical helical rods. The curvature of the rod axis, effect of rotary inertia and, shear and axial deformations are considered in the formulation. The material of the rod is assumed to be homogeneous, isotropic and linear viscoelastic. The viscoelastic constitutive equations are written in the Boltzmann–Volterra form. Ordinary differential equations in canonical form obtained in the Laplace domain are solved numerically using the complementary functions method to calculate the dynamic stiffness matrix of the problem. The solutions obtained are transformed to the real space using an appropriate numerical inverse Laplace transform method. Numerical results for quasi-static and dynamic response of viscoelastic models are presented in the form of graphics.     

变边界粘弹性轴对称问题的复变函数法

对边界几何形状、位置随时间变化的变边界结构,给出了用复变函数求解粘弹问题的解析方法。文中用拉普拉斯变换结合平面弹性复变方法,对内外边界变化时粘弹性轴对称问题进行求解。引入两个与时间、空间相关的解析函数,给出了变边界情况下应力、位移以及边界条件与解析函数的关系。当解析函数形式部分确定,则可用边界条件求解其中与时间相关的待定函数。求解待定函数的方程一般情况下为一系列积分方程,特殊情况可求得解析解。对轴对称问题中应力边值问题、位移边值问题以及混合边值问题,分别利用边界条件求得相关系数,从而得到了应力与位移的解析表达。当取Boltzmann粘弹模型时,进行不同边值问题的分析。分析显示,应力、位移的形态与大小均与边界变化过程相关,与固定边界粘弹性问题有较大不同。本文解答可用于粘弹性轴对称问题内外边界任意变化及各种边值问题的力学分析。此外,该法可进一步进行荷载非对称、复杂孔型变边界问题的求解。     

The Flow Analysis of Viscoelastic Fluid with Fractional Order Derivative in Horizontal Well

The fractional calculus approach is introduced into the seepage mechanics. A three-dimensional relaxation model of viscoelastic fluid is built. The models based on four boundary conditions of exact solution in Laplace space for some unsteady flows in an infinite reservoir is obtained by using the Laplace transform and Fourier sine and cosine integral transform. The pressure transient behavior of non-Newtonian viscoelastic fluid is studied by using Stehfest method of the numerical Laplace transform inversion and Gauss–Laguerre numerical integral formulae. The viscoelastic fluid is very sensitive to the order of the fractional derivative. The change rules of pressure are discussed when the parameters of the models change. The plots of type pressure curves are given, and the results can be provided to theoretical basis and well-test method for oil field.     

层状横观各向同性饱和土的非轴对称动力响应

通过方位角的Fourier变换，将圆柱坐标系下横观各向同性饱和土的Biot非轴对称波动方 程转化为一组一阶常微分方程组. 然后基于径向Hankel变换,建立问题的状态方程；求解状态方程后,得到传递矩阵. 进而利用传递矩阵，结合饱和层状地基的边界条件、排水条件及层间接触和连续条件,求解 了任意震源力作用下层状横观各向同性饱和地基频域动力响应问题. 时域解可通过频率的Fourier积分得到.     

Effective properties of linear viscoelastic heterogeneous media: Internal variables formulation and extension to ageing behaviours

The Laplace–Carson transform classically used for homogenization of linear viscoelastic heterogeneous media yields integral formulations of effective behaviours. These are far less convenient than internal variables formulations with respect to computational aspects as well as to theoretical extensions to closely related problems such as ageing viscoelasticity. Noticing that the collocation method is usually adopted to invert the Laplace–Carson transforms, we first remark that this approximation is equivalent to an internal variables formulation which is exact in some specific situations. This result is illustrated for a two-phase composite with phases obeying a compressible maxwellian behaviour. Next, an incremental formulation allows to extend at each time step the previous general framework to ageing viscoelasticity. Finally, with the help of a creep test of a porous viscoelastic matrix reinforced with elastic inclusions, it is shown that the method yields accurate predictions (comparing to reference results provided by periodic cell finite element computations).