弹／粘塑性三维应力的参数变换

对符合Ｂｒｉｄｇｍａｎ假设和简单加载条件的弹／粘塑性材料，本文引用坐标变换的三个参数σｍ、μσ、ｊ′２将非线性弹／粘塑性本构方程线性化。用这些参数构造三维基本方程，用Ｌａｐｌａｃｅ变换方法可以求解。本文用这一方法分析了弹／粘塑性力学典型问题。     

无限粘弹介质中圆孔时变问题的解析分析

本文推导粘弹介质中圆孔孔径时变时的应力和位移.由粘弹解与弹性解的对应关系得到粘弹时变应力解.用直接解方程法求径向位移,最终归结为求解关于待定函数的l阶非齐次微分方程.将半径时变函数泰勒展开,用幂级数解法得到一般情况下的解.在寻找定解条件时,采用了对待定函数的光滑化处理,认为在t=0的微小邻域内函数仍满足微分方程,通过积分得到与待定系数数目相同的定解条件,从而获得本问题径向位移解析解.对Maxwell粘弹模型的求解证明了该法的可靠性.文中解适用于任意粘弹模型和孔径任意时变的情况.     

非线性岩土中球壳对冲击波的动力响应分析

采用小参数摄动法和Ｌａｐｌａｃｅ变换研究了非线性弹性岩土中球壳对冲击波的动力响应问题。系统的非线性方程由小参数摄动渐近展开后，利用Ｓｔｏｋｅｓ－Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ矢量分解定理把它们简化为一系列的线性波动方程，并由Ｌａｐｌａｃｅ变换和本征函数给出了各线性波动方程的求解。最后，对平面冲击波和球面冲击波给出了球壳动力响应的应力结果。     

弹-粘塑性梁的弯曲

给出矩形截面弹 粘塑性梁弯曲问题的求解方程，指出求解该方程的困难     

Duffing方程的分段求解方法

因为Duffing方程带有占εx^3项，难以用分析法求解，为了解决这一问题。研究人员已经做了很多努力，目前，比较有效的求解方法主要有：摄动法、三级数法、谐波平衡法、多尺度法等。本文尝试了在时域上分段求解的方法，即在一定的初始条件下将非线性项展开为多项式。把原方程近似地用线性非齐次常微分方程代替，运用解析法分段求解．本文还探讨了计算稳定性的判定方法。     

基于精细积分技术的非线性动力学方程的同伦摄动法

将精细积分技术（PIM）和同伦摄动方法（HPM）相结合，给出了一种求解非线性动力学方程的新的渐近数值方法。采用精细积分法求解非线性问题时，需要将非线性项对时间参数按Taylor级数展开，在展开项少时，计算精度对时间步长敏感；随着展开项的增加，计算格式会变得越来越复杂。采用同伦摄动法，则具有相对筒单的计算格式，但计算精度较差，应用范围也限于低维非线性微分方程。将这两种方法相结合得到的新的渐近数值方法则同时具备了两者的优点，既使同伦摄动方法的应用范围推广到高维非线性动力学方程的求解，又使精细积分方法在求解非线性问题时具有较简单的计算格式。数值算例表明，该方法具有较高的数值精度和计算效率。     

板的非线性热弹耦合振动（Ⅰ）：近似解析解

本文以文[2,3,4]为基础,导出了板的热弹耦合非线性振动控制方程,在采用Galerkin法离散化以后,按各个变量性质分别用多尺度法或正则摄动法求得近似解析解。籍此可揭示系统各参数对非线性热弹耦合振动影响的机理和作出必要的近似计算,对工程实际具有较大的参考价值。     

变厚度圆板的非线性强迫振动

本文研究了厚度呈幂指数规律变化的变厚度圆饭的非线性强迫振动问题。文中首先用半解析法求解了动态Von Ka＇rma＇n大变形方程,导出了周期均布荷载作用下轴对称变厚度薄圆板的非线性强迫振动微分方程。然后用小参数摄动法求解了振动方程,得到了非线性的非共振周期解和共振周期解。绘制了振幅——频率关系图。     

非线性振动系统的多项式向量方法

对于常微分方程描述的非线性振动系统,当采用摄动方法求近似解时,先是给出满足各阶近似解的二阶常微分方程组,继而依次对每一个常微分方程进行求解,以致多自由度非线性振动系统的求解过程相当繁琐.文章针对常微分方程表示的非线性振动系统,提出了一种求解非线性振动系统近似解的多项式向量方法,该方法将二阶常微分方程组表示成一阶状态方程组,将非线性部分写成常数矩阵和多项式向量之积的形式.然后,采用直接摄动方法,获得每个幂次近似解所满足的一组状态方程,此时状态方程的非线性部分成为常数矩阵和前一幂次近似解作为元素组成的多项式向量的乘积.进一步,借助Toeplitz矩阵将多项式向量之乘法表示成矩阵形式,以解决多项式相乘带来的幂次方系数的确定问题,再根据一阶非齐次方程组的求解方法,获得状态方程组的全部近似解析解.多项式向量方法将二阶常微分描述的非线性振动求解过程转换为一阶非齐次状态方程组的求解问题,计算过程主要是矩阵和向量之间乘法运算,提高了计算效率和程序化水平.     

基于Euler-Bernoulli梁理论研究热膨胀下梁的非线性振动问题

采用二次摄动法研究了弹性梁在热膨胀状态下的横向非线性振动问题。首先,根据能量原理建立了大挠度梁的非线性振动方程,并对其进行量纲归一化;然后,采用二次摄动法将非线性方程进行离散,得到各阶摄动方程,逐阶求解其渐进解。算例结果表明:应用传统的摄动法(KBM)法分析大幅振动问题的偏差比较大,远不及应用二次摄动法得到的解准确;温度和振幅对梁的固有频率影响显著。     

梁中非线性弯曲波传播特性的研究

研究了梁中的非线性弯曲波的传播特性，同时考虑了梁的大挠度引起的几何非线性效应和 梁的转动惯性导致的弥散效应，利用Hamilton变分法建立了梁中非线性弯曲波的波动方程. 对该方程进行了定性分析，在不同的条件下，该方程在相平面上存在同宿轨道或异宿轨道， 分别对应于方程的孤波解或冲击波解. 利用Jacobi椭圆函数展开法，对该非线性方程进行 求解，得到了非线性波动方程的准确周期解及相对应的孤波解和冲击波解，讨论了这些解存 在的必要条件，这与定性分析的结果完全相同. 利用约化摄动法从非线性弯曲波动方程中导 出了非线性Schr\"{o}dinger方程，从理论上证明了考虑梁的大挠度和转动惯性时梁中存在 包络孤立波.     

反对称铺设复合材料层合板非线性后屈曲分析

基于层合板壳理论，考虑反对称铺设层合板的拉弯耦合效应和后屈曲过程中的非线性几何变形，推导了由应力函数和挠度表示的复合材料层合板的后屈曲控制方程。引入无量纲参数对控制方程和边界条件进行无量纲化，以消除材料参数及几何尺寸对分析结果的影响。采用摄动法将无量纲的非线性控制方程及边界条件展开成一系列非齐次线性摄动方程组，分析各阶摄动方程的通解与特解的构造，并逐次求解，建立了反对称铺设复合材料层合板受单向均布压力作用的临界屈曲荷载及后屈曲平衡路径的理论解。进而运用ABAQUS软件对复合材料层合板在面内压缩载荷作用下的屈曲和后屈曲进行有限元分析，结果表明理论解与ABAQUS结果十分接近，验证了理论解的正确性。在此基础上进一步讨论了铺设角度、铺设层数和拉弯耦合效应等对层合板后屈曲性能的影响。研究发现层合板的屈曲载荷受铺设角度与层数的影响较为显著，而拉弯耦合效应使板的屈后强度大大降低。     

爆轰传播理论的解析研究方法(五)

数学物理问题中往往出现一些重要的小参数,把问题的方程组和定解条件按小参数作级数展开,使小参数各幂次的系数分别平衡,逐级作出各阶近似解,这种正则摄动方法在处理非线性问题中,常因出现久期项,展开式不能一致地满足边值条件,方程系数具有奇异性等等,给不出较大区域中一致有效的近似解。     

两类弱非线性振动微分方程的插值摄动解法

本文分别用插值摄动法的两种不同方法（第一,第二解法）求解了两类弱非线性振动问题,用第二解法得到的Ｄｕｆｆｉｎｇ方程的解,精度很高,当小参数不是很小时,甚至比Ｌ－Ｐ法的结构更加精确,用第一解法求解有阻尼的自由振动问题时,由于可以公式化,故求解过程十分简便,本文选取的初始零级近似解,具有新的特色。     

含孔von Karman板中非线性波散射与边值问题

基于ｖｏｎ Ｋａｒｍａｎ板大挠度弯曲理论,利用小参数摄动法,分析研究了含孔ｖｏｎＫａｒｍａｎ板的非线性波散射与动应力集中问题,其中一类可看成是薄板弯曲波动问题的控制方程。当有单频波入射时,由于弯曲应力与膜应力状态的非线性耦合,孔洞会产生高次谐波散射现象。建立了求解本问题的边界积分方程法,利用积分方程法交替求求这两类问题,最终可获得问题的近似分析解。     

随机桁架结构几何非线性问题的混合摄动-伽辽金法求解

提出应用混合摄动-伽辽金法求解随机桁架结构的几何非线性问题.将含位移项的随机割线弹性模量以及随机响应表示为幂多项式展开,利用高阶摄动方法确定随机结构几何非线性响应的幂多项式展开的各项系数.将随机响应的各阶摄动项假定为伽辽金试函数,运用伽辽金投影对试函数系数进行求解,从而得到随机桁架结构几何非线性响应的显式表达式.同已有的随机伽辽金法相比,本文所给的试函数由摄动解的线性组合而成,在求解非线性问题时,试函数的获取具有自适应性.数值算例结果表明,对于具有不同概率分布的多随机变量问题,本文方法无需对随机变量的概率分布形式进行转换,避免了转换误差,因而比同阶的广义正交多项式方法 (generalized polynomial chaos, GPC)计算精度高.同时,在结果精度相当时,和GPC方法相比,本文方法得到的试函数系数的非线性方程维度不大,方程的求解工作量小且更易求解.当随机量涨落较大时,混合摄动-伽辽金法计算所得的结构响应的各阶统计矩比高阶摄动法所得结果更逼近于蒙特卡洛模拟结果,显示了该方法对几何非线性随机问题求解的有效性.     

“C.R.Johnston直接法”求解弹性地基支撑充液管中的非线性波

输油管道液体流动、血管中血液流动等都可抽象为充液弹性管流体流动模型,对其固液耦合非线性波动问题进行深入研究具有重要的理论价值和潜在的应用前景。本文以充有理想流体、受弹性地基力作用的无限长充液管为研究对象,考虑管壁材质为橡胶类或软组织材料,利用"C.R.Johnston直接法"研究了充液管中的非线性波动问题,得到了系统的孤立波解,并与约化摄动法所得孤波图形进行了比较分析。图形对比表明,"C.R.Johnston直接法"求解所得图形孤波波幅较高,传播速度较快。相关文献曾指出:如果在支配方程中保留高次项,那么所得结果就会更精确,对应孤波解波幅较高,传播速度也较快。由此说明"C.R.Johnston直接法"是一种求解过程简单,求解结果精度较摄动法更高的方法。在给定参数的情况下,只需初始条件满足w(0)≤2.466200,对于任意的波速c,都可以得到对应的精确孤立波解。     

对“弹／粘塑性柱体扭转问题的函数Laplace变换解”一文的讨论

对“弹／粘塑性柱体扭转问题的函数Ｌａｐｌａｃｅ变换解”一文的讨论胡辉（邵阳高等专科学校，湖南邵阳４２２００４）１９９５年第４期《力学学报》上的“弹／粘塑性柱体扭转问题的函数Ｌａｐｌａｃｅ变换解”一文对实心圆柱体的弹／粘塑性扭转问题进行了很好的讨论．然...     

用于设计灵敏度分析的弹粘塑性边界元法

基于一致切线算子概念的弹粘塑性隐式边界元方法,进行了弹粘塑性设计灵敏度分析.采用了Perzyna经典粘塑性本构模型,针对包含各向同性硬化和运动硬化的混合硬化模型,导出了弹粘塑性灵敏度分析的径向返回算法和一致切线算子.利用直接微分的方法,建立了设计灵敏度分析的弹粘塑性边界元增量方程,导出了弹粘塑性径向返回的灵敏度公式.给出了在不同粘塑性流动参数下的三个典型算例的结果,与ANSYS结果相吻合,证明了方法是正确的.     

建立在同伦基础之上的一种非线性分析方法

本文描述了一种新的，不依赖于小参数的非线性分析方法，并分析，比较了该方法与摄动展开方法的优缺点，本文所述方法建立在拓扑的同伦理论之上。彻底抛弃了摄动方法的小参数假设，从而可以求解更强的非线性问题，特别是那些不含小参数的非线性问题。