正交各向异性圆柱形中厚壳的轴对称振动

本文用考虑横向剪切变形的精化理论研究正交各向异性圆柱形中厚壳的轴对称自由振动问题。把六阶的偏微分控制方程分解成一个二阶和一个四阶的偏微方程,从而方便地求出各种边界条件下壳体自振问题的显式解。     

横观各向同性板的弹性精化理论

本文从横观各向同性体三维弹性力学的胡海昌解出发,推导出横观各向同性板弯曲的基本方程,由此建立了板的弹性精化理论.基本方程由一个双调和方程和一个剪切方程组成;前者对应于修正的经典板理论,而后者则表征了横向剪切变形的影响。推导过程中,没有引入板理论所采用的种种假定。所得到的板的基本方程同三维弹性力学方程相协调;即满足板方程的介一定满足三维的弹性力学的所有方程.因此,相对于三维弹性力学,本文建立的板精化理论的近似性仅在于其边界条件是由应力合力(或中面位移)描述的。     

弹性中厚扁球壳的边界积分方程解法

1.前言近年来,边界元法已成功地求解了薄壳弯曲等问题。经典薄壳理论采用Kirchhoff假设,忽略了剪切变形,转动惯性效应.此理论计算厚壳,带有小孔洞的壳体会带来较大的误差。本文所讨论的球壳平衡方程中,不仅包含薄膜内力项和弯矩项,而且还反映了横向剪切变形。利用假设位移函数法,推导出其基本解。然后由虚功原理导出一组五个边界积分方程。其中含有五个广义位移(两个转角分量和三个位     

计入横向剪切变形时层合板位移差分解法

在考虑横向剪切变形对层合板弹性解的影响时，本文提出一种数值计算方法。由边界条件给出边界结点位移的表达式，根据薄板的经典理论和一阶横向剪切变形理论导出位移增量所满足的平衡微分方程，引用经典理论计算的横向剪力修正了荷载列阵。致使在较粗的网格划分时、宽广的层合板长厚比范围内，仍能得到与解析解颇为一致的数值解。     

功能梯度板弯曲和自由振动分析的简单精化板理论

论文提出了一种可用于分析功能梯度板弯曲和自由振动行为的简单精化板理论.该理论分析功能梯度板的弯曲时只需三个未知量，而分析功能梯度板的自由振动时只需一个未知量.与包含三个未知量的经典板理论相比，论文提出的简单精化板理论考虑了横向剪切效应，提高了计算准确度.与一阶剪切变形板理论不同，该简单精化板理论引入了多项式型剪切应变函数，满足板上下表面剪切应力为零的边界条件，因此不需要剪切修正.通过与已有文献的比较，验证了该简单精化板理论的准确性和便捷性，并基于该简单精化板理论研究了功能梯度板的弯曲和自由振动力学行为.     

含初缺陷复合材料圆柱曲板的动力屈曲分析

基于修正的一阶剪切变形理论，利用Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理导出包含横向剪切变形和转动惯量的复合材料长圆柱曲板的非线性动力方程，通过将位移和载荷展开为Ｆｏｕｒｉｅｒ级数，把非线性偏微分方程组转化为二阶常微分方程组，并可由四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法数值求解，通过算例，讨论了有关因素对迭层复合材料圆柱曲板动力屈曲的影响。     

常子午线曲率薄壳轴对称几何非线性问题的复变量方程

1.几何非线性问题的基本方程在本世纪初,Reissner H.和Meissner E.利用在线性薄壳理论中存在的静力-几何比拟关系,将线弹性薄壳轴对称问题,归结为以应力函数和转角为未知量的两个常微分方程。以后,人们利用这两个方程的相似性,引入复未知函数,把一些典型壳体的方程简化为一个二阶变系数常微分方程,为这些问题的求解带来极大的便利。本文将这一方法推广到薄壳大位移问题,导出用复未知函数表示的常子午线曲率壳体轴对称变形的非线性微分方程。从这个一般方程可以直接得到关于柱壳,锥壳,圆球壳,环壳和圆板几何非线性问     

经典梁热过屈曲问题的解析解

基于非线性经典梁理论,建立了控制轴向和横向变形的基本方程,将两个非线性方程化简为一个关于横向挠度的四阶非线性积分-微分方程。对于本文所考虑的三类边界条件,该方程与相应的边界条件构成了微分特征值问题;直接求解该问题,得到热过屈曲构形的解析解,该解是外加热载荷的函数。为考察热载荷以及边界条件的影响,根据得到的解析解给出了一些数值算例,讨论了梁过屈曲行为的性质。本文得到的解析解可用于验证或改进各类近似理论和数值方法。     

材料力学方法分析接触问题的精度与梁理论的改进

 讨论了材料力学经典梁理论与考虑横向剪切变形的铁摩辛柯梁理论分析接触问题的精度. 通 过计入横向拉压变形效应改进铁摩辛柯梁理论, 获得了与完全三维分析吻合很好的结果. 对 于细长梁, 如果仅计算提起段高度, 经典梁理论已经有足够的精度; 如果计算悬空段长度, 需要采用铁摩辛柯梁理论; 如果计算接触应力, 则需要考虑横向剪切和拉压变形效应, 采用 修正的铁摩辛柯梁理论.     

粘弹性Timoshenko梁的自由振动

本文利用Kelvin-voigt模型研究了粘弹性梁的横向自由振动.指出对于各向同性的粘弹性体,剪应力与角应变之间的关系应为: 据此导出了考虑剪切变形效应和转动惯量效应的粘弹性梁的运动微分方程,并求得了粘弹性简支梁固有频率的解析解。数值计算表明,对于高阶频率,剪切变形和转动惯量的影响均不可忽视,且剪切变形的影响更为重要。对于低阶频率,粘性的影响可以不加考虑。     

横观各向同性热弹性梁的精化理论

本文从横观各向同性梁的二维问题出发,研究了横观各向同性热弹性梁的精化理论。首先,在不作任何预先假设的条件下,利用横观各向同性热弹性理论和Lur’e算子函数,获得了由梁中线上的物理量表示的位移场和应力场。对热弹性梁上下表面承受非齐次边界条件的情况,推导出梁的近似控制微分方程。再舍去温度项,则横观各向同性热弹性梁的精化理论退化为横观各向同性梁的精化理论。     

基于微分求积有限元法的双层微板系统振动特性研究

基于修正的偶应力理论和两变量精化的剪切变形理论，建立了由Winkler-Pasternak连续弹性夹层连接的双层微板系统的自由振动模型，着重推导了系统异步振动的运动微分方程和势能泛函。融合Gauss-Lobatto求积准则和微分求积准则构造了具有C¹连续性的微分求积有限元。通过与已有文献进行对比，验证了数值方法的有效性。详细讨论了各种因素对系统同步和异步振动特性的影响。结果表明，系统的自由振动特性对材料尺度参数、长宽比、长厚比以及边界条件呈现出依赖性；弹性夹层刚度仅对系统异步振动产生作用；随着模态阶次的增大，材料尺度参数和弹性夹层刚度对异步振动频率和模态的影响变得显著。     

剪切可变形梁非线性静态响应的精确解

本文给出了纵横向载荷作用下,梁非线性静态问题的精确解。基于非线性一阶剪切变形梁理论,导出了梁非线性静态问题的基本方程。将三个非线性方程化简为一个关于横向挠度的非齐次四阶非线性积分-微分方程,当只有轴向载荷作用时,该方程和相应的边界条件构成微分特征值问题。直接求解该方程,得到了梁非线性静态变形闭合形式的解,这个解显式地给出了梁的变形与外载荷之间的非线性关系,描述了梁变形后的非线性平衡路径。利用这个解,得到了梁临界屈曲载荷的一阶结果与经典结果。为考察载荷、长高比以及边界条件的影响,根据得到的解析解给出了一些数值算例,并讨论了梁不同阶屈曲模态下非线性静态响应的一些性质。结果表明:对应于方程特征参数λ的不同取值区间,梁的轴向载荷-挠度曲线有不同的解支;而对应于参数λ的同一取值区间,梁分别对应两个不同的屈曲模态。     

基于修正偶应力和高阶剪切变形理论的变截面微梁的自由振动

基于修正偶应力和高阶剪切理论建立了仅含有一个尺度参数的Reddy变截面微梁的自由振动模型,研究了变截面微梁自由振动问题的尺度效应和横向剪切变形对自振频率计算的影响。基于哈密顿原理推导了动力学方程与边界条件,并采用微分求积法求解了各种边界条件下的自振频率。算例结果表明,基于偶应力理论预测的变截面微梁的自振频率均大于经典梁理论的预测结果,即捕捉到了尺度效应。另外,梁的几何尺寸与尺度参数越接近,尺度效应就越明显,而梁的长细比越小,横向剪切变形对自振频率的影响就越明显。     

圆锥壳轴对称弯曲问题精确的四阶挠度微分方程和贝塞尔函数解

本文提出了轴对称圆锥壳精确的四阶挠度微分方程。和现行薄壳理论中常用的四阶剪力Q_1微分方程相比,挠度微分方程与其精度相同,阶数相同,而且满足边界条件简单,使圆锥壳的计算得到很大的简化。     

圆锥壳轴对对称弯曲问题精确的四阶挠度微分方程和贝塞尔函数解

本文提出了轴对称圆锥壳精确的四阶挠度微分方程。和现行薄壳理论中常用的四阶剪力Ｑ１微分方程相比，挠度微分方程与其精度相同，阶数相同，而且满足边界条件简单，使圆锥壳的计算得到很大的简化。     

复合材料的多层、夹层和加筋圆柱曲板的稳定和振动

本文在文献〔1,2〕的基础上,考虑了沿壳体厚度方向的剪切变形,探讨周边简支的纤维增强复合材料的正交各向异性的多层、夹层和加筋矩形圆柱曲板(与圆柱壳),在轴压、侧压和剪切(扭矩)作用下的临界载荷和横向振动固有频率的计算问题。在编成计算程序后,用一些算例将用文献〔1〕中的扁壳方程(Donnell壳体理论) 和文献〔3〕中的非扁壳方程(Love的壳体一阶近似理论) 算得的结果作了比较;将轴压下轴对称失稳和非轴对称失稳的临界载荷作了比较;将在轴压和侧压作用下失稳时外加筋曲板和内加筋曲板的临界载荷作了比较;将有薄膜力N_x~0和N_y~0同时和分别作用时与没有薄膜力作用时的横向振动固有频率作了比较;将按壳体的剪切变形理论和经典理论算得的临界载荷作了比较;将铺层情况对临界载荷的影响作了比较。     

SANDERS薄壳方程的自共轭性

本文对Sanders薄壳方程的自共轭性作了讨论.证明了以下三点: 1.通常的齐次边界条件是简单自共轭边界条件; 2.在简单自共轭边界条件下,Sanders薄壳方程是自共轭的、其蜕化(元矩)方程也是自共轭的; 3.任何薄壳理论,其满足功的互等定理与具有自共轭性所需条件是相同的: 作为6个变形分量的正定二次型的应变能函数存在. 由于Sanders薄壳理论在任意曲线坐标系中成立,故以上结论亦适用于任意曲线坐标系. 本文的讨论为采用Sanders理论对薄壳进行动力分析提供了理论准备.     

变截面梁横向振动固有频率数值计算

根据边界条件对变截面梁横向振动四阶变系数微分方程降阶, 形成关于挠度和弯矩的二 阶非显式递推变系数微分方程组; 利用有限差分法, 研究了变截面简支梁横向振动固有频率 的数值计算方法及其精度. 理论分析和正交计算的算例表明: 数值计算算法简单, 计算精度 取决于计算步长的数目和梁横截面竖向渐变率, 与梁宽和梁长无关; 对于给定的计算步长或 数目, 可以估算数值计算的精度; 对于给定的精度要求, 可以确定合理的计算步长或数目.     

球壳轴对称弯曲问题共轭二阶挠度微分方程

提出球壳轴对称弯曲问题共轭二阶挠度微分方程并给出了初等函数解. 球壳微分方程是薄壳理论三大壳之一旋转壳的典型方程. 共轭二阶挠度微分方程是球 壳中微分方程形式最简单的, 是人们最喜爱的挠度微分方程. 挠度微分方程满足边 界条件非常简单, 使球壳的计算得到很大的简化.