Nonlinear Response of Cylindrical Shells to Random Excitation

An analytical study of nonlinear flexural vibrations of cylindrical shells to random excitation is presented. Donnell's thin-shell theory is used to develop the governing equations of motion. Thermal effects for a uniform temperature rise through the shell thickness are included in the formulation. A Monte Carlo simulation technique of stationary random processes, multi-mode Galerkin-like approach and numerical integration procedures are used to develop nonlinear response solutions of simply-supported cylindrical shells. Numerical results include time domain response histories, root-mean-square values and histograms of probability density. Comparison of Monte Carlo results is made to those obtained by statistical linearization and the Fokker–Planck equation.     

板锥网壳结构几何非线性受力性能的广义协调元分析

板锥网壳网络是一种新型的空间结构，它是在板锥单元和常规的双层刚壳结构的基础上组合形成的一种新型结构形式，具有良好的技术经济效益和建筑视觉效果。本文在对这类结构有限法分析的基础上，根据板锥网壳结构的构成特点，应用广义协调元的基本思想，对这类结构进行了分析，给出了这类结构广义协调元分析的基本公式。分析表明：广义协调元法适宜于板锥网壳结构的受力性能分析，广义协调元固有的简便，高效和可靠的特性，将会使结构分析得到更为可信和可靠的论证。     

随机剪切柱在地震激励下的演变随机响应

随机剪切柱是指固连于地面的剪切柱的某些物理参数是随机变量 ,该模型在Niigata地震激励下的响应属于演变随机响应。本文将新近发展起来的演变随机响应问题的统一解法 ,推广到用于求解随机结构振动响应问题。首先用这一方法求出每个样本结构的随机响应 ,然后用MonteCarlo法来进一步求随机结构的集合随机响应特性。这样 ,与单纯用Monte Carlo法进行数字模拟相比 ,可使计算工作量大为减少。本文用随机剪切柱的演变随机响应问题加以说明     

Random Vibration of Strongly Nonlinear Systems

Procedures developed recently to extend the quasi-conservativeaveraging method to the case of non-white broad-band excitations arefurther extended and presented in a unified framework. The excitationscan be stationary or nonstationary with known evolutionary spectra, andthey can be additive, or multiplicative, or both. Relative merits ofthese procedures are compared, and their accuracies are substantiated byMonte Carlo simulations.     

Nonlinear Random Response of Cylindrical Panels to Acoustic Excitations Using Finite Element Modal Method

This paper investigates large amplitude multi-mode free vibration andrandom response of thin cylindrical panels of rectangular planform usinga finite element modal formulation. A thin laminated composite doublycurved element is developed. The system equation in structural nodal DOFis transformed into the modal coordinates by the using the modes of theunderlying linear system. The nonlinear stiffness matrices are alsotransformed into nonlinear modal stiffness matrices. Numericalintegration is employed to determine free vibration and random response.Single-mode free vibration results are compared with existing classicalanalytical solutions to validate the nonlinear modal formulation.Nonlinear random analysis results for cylindrical panels have shown thatthe root mean square of panel deflections could be larger than thoseobtained using the linear structure theory. Time histories, probabilitydistribution functions, power spectral densities, and phase plane plotsare also presented.     

正弦波纹扁球壳的非线性强迫振动

波纹壳是传感器弹性元件的一类重要形式,也是精密仪器仪表弹性元件中的一类重要形式。由于波纹壳形状复杂、参数众多、厚度薄,对其进行非线性分析非常重要同时也是十分困难的。本文考虑一种在传感器弹性元件中有重要应用价值的正弦波纹浅球壳体,将这种壳体视为结构上的圆柱正交异性扁球壳,根据Andryewa的思想,分别得到了正弦波纹壳径向、环向在拉伸、弯曲下的等价的四个各向异性参数;建立了正弦波纹扁球壳的非线性强迫振动微分方程;得到了正弦波纹扁球壳非线性强迫振动的共振周期解及幅频特性曲线。     

结构随机振动响应的工程简化分析

鉴于结构随机振动响应有限元分析的复杂性 ,本文提出了一种工程简化分析方法 ,以便于工程人员应用。它可以直接利用结构模型试验数据 ,从而保证分析结果具有足够的精度。     

线性随机桁架结构的平稳随机响应分析

研究了随机桁架结构的平稳随机响应问题。同时考虑结构的物理参数、几何尺寸的随机性，从结构平稳随机响应在频域上的表达式出发，利用求解随机变量函数矩的方法，导出了随机桁架结构在平稳随机激励下位移响应均方值的均值、均方差和变异系数的计算表达式。通过算例考察了随机荷载激励下结构物理参数、几何尺寸的随机性对结构随机响应的影响。     

非线性随机过程的有限元分析

本文根据实际复杂工程结构独立随机变量多，计算工作量大的特点，提出了用广义随机变量替代一般的独立随机变量以减少基本随机变量的数目，用响应曲面法替代敏度法或摄动法以提高计算效率。算例证明，以上措施取得了良好的效果，有助于非线性随机有限元法在实际工程结构可靠性分析中的应用。     

随机结构分析中的均值参数反应与反应均值

在结构分析中考虑力学参数的随机性时，均值参数系统反应往往不能反映结构反应均值。本文通过静力与动力典型例证的分析说明，对于具有随机参数的结构，在静力情况下，仅对于极为特殊的概率分布，结构均值参数系统反应才等于结构反应均值，但在一般情况下，随着结构力学参数变异性的增大，均值参数系统反应与结构反应均值的差异显著增大。而在动力情况下二者的相对误差则远比静力情况为大，并且对激励的频谱和结构固有频率的相对关系相当敏感。因此，以结构均值参数为标的确定性结构分析，其结果可能与现实工程结构的反应均值相去甚远，故而采用随机结构模型是必要的。