闭口薄壁曲杆的弯扭分析

本文利用 A·A·乌曼斯基对闭口薄壁直杆问题中截面轴向位移所作的假定推广到闭口薄壁曲杆的弯扭问题,导出了基本微分方程和对应边界条件,并给出了它的初参数解.当 J_p→∞时问题退化为开口薄壁曲杆弯扭问题的解.另外,从实例计算结果中看出:对闭口薄壁曲杆的边界条件需特别注意。     

开口和闭口混合薄壁截面翘曲座标的计算

本文对三种类型的开口和闭口混合薄壁截面的翘曲座标计算作了示例,并建立了计算公式以表示翘曲座标值。计算方法系根据广义岛性座标计算的原则。     

开口薄壁杆件结构稳定分析的精确单元和两步求解算法

从控制微分方程的通解出发,构造受偏心压力作用开口薄壁杆件的精确形函数,建立用于开口薄壁杆件结构稳定性分析的精确有限元,得到了单元刚度矩阵和几何刚度矩阵的显式表达,提出了计算给定区间内各阶临界荷载以及相应失稳模态的两步计算方法。计算结果表明,与常规单元相比,采用精确单元无需进行网格细分就可以获得精确的数值结果,结合本文的两步求解算法,可以准确获得给定区间内全部临界荷载和失稳模态。     

薄壁曲杆的有限元法

本文提出了开口和闭口截面薄壁曲杆的刚度矩阵.位移模式采用多项式逼近,并考虑了温度影响.对于闭口截面的薄壁曲杆,利用了乌曼斯基假设.文中还利用截面线元素,按线性分布规律逼近,讨论了圣维南翘曲函数的离散化计算.作了不同于藤谷义信的分析.     

阶梯形闭口薄壁杆的约束扭转振动

用奇异函数建立非单一材质的ｎ级阶梯形闭口薄壁杆约束扭转自由振动和强迫振动的微分方程并求得其通解,用Ｗ算子给出主振型函数的表达式及常见支承条件下杆的频率方程。     

薄壁截面梁接头的近似相容条件

本文通过引入节点截面的概念,采用修正势能原理处理薄壁梁接头两侧轴向位移的不相容.与通常采用的接头近似相容条件相比,本文的方法更适于处理开口截面梁在连接处形成闭口截面的接头.     

一种新的薄壁杆件单元扭转刚度矩阵

本文提出一种新的薄壁杆件单元扭转刚度矩阵,它能够计及二次剪应力对翘曲变形的影响,并适用于任意剖面(包括开口,闭口和混合剖面)的薄壁杆件。计算表明,这个新的扭转刚度矩阵有相当好的精确度,可以代替Kawai或Gunnlaugsson-Pedersen的刚度矩阵,用于薄壁杆件的有限元静动力分析。     

考虑约束扭转的薄壁梁单元刚度矩阵

推导了薄壁空间梁单元刚度矩阵 ,考虑了双向弯曲及截面约束扭转对杆件轴向变形的影响 ;计算了截面的翘曲变形 ,以及二次剪应力对翘曲变形的影响 ,可适用于任意截面 (包括开口、闭口和混合剖面 )的薄壁杆件。计算结果表明 ,考虑约束扭转的薄壁梁单元刚度矩阵有相当好的精确度 ,可以用于薄壁杆件的静动力分析。     

钢桁腹式混凝土组合箱梁的扭转效应分析

结合钢桁腹式混凝土组合箱梁的结构特点,基于薄壁箱梁扭转理论,推导出组合箱梁闭口断面的混凝土顶底板和换算钢腹板的扭转翘曲应力表达式,进而推导出组合箱梁约束扭转控制微分方程;利用初参数法求解微分方程,并分析出翘曲双力矩以及扭转翘曲正应力随梁跨的变化规律.通过有限元模拟分析,将有限元值和理论值进行比较,结果吻合良好.研究表明,翘曲双力矩在集中扭矩作用处达到最大值,并且衰减速度很快,使得该处箱梁截面的翘曲应力达到最大值,箱梁的翘曲双力矩在远离集中扭矩作用处几乎为零,翘曲正应力也几乎为零;有限元数值与理论数值的差值百分比在10％以内,说明本文建立的理论计算方法合理可行.     

偏心周期荷载作用下闭口薄壁构件的动力稳定性

本文讨论闭口薄壁构件在偏心周期荷载作用下弯矩作用平面外的动力屈曲问题,应用差分法及自振振型变换方法将运动的偏微分方程转化为耦合的带有周期性系数的线性常微分方程组(即MatMeu方程),根据Bolotin方法确定了构件的动力不稳定区域,其理论计算结果与试验结果符合较好。     

集中载荷作用下薄壁开口曲杆的稳定性

本文研究了薄壁开口曲杆的稳定性问题.该曲杆的边界条件比较复杂,一端固支,另一端既有对位移的限制,又有集中力和集中力矩作用.本文从薄壁开口曲杆的平衡方程出发,应用假想分布载荷法,导出一组关于曲杆稳定性的变系数常微分方程.为了解特征值问题,应用有限差分法,将特征方程用矩阵形式表达.对某一产品结构中的实际构件进行了数值计算与稳定性试验,构件为一Ⅰ字形截面的薄壁开口曲杆,对特征方程应用矩阵迭代法求得临界载荷的理论计算值.应用Southwell法结合最小二乘法整理了重复试验所获得的数据,得到临界载荷的实验值,理论计算值与实验值接近.     

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介绍了求解复杂截面闭口薄壁杆件扭转问题的网络理论解法,以普朗特应力函 数解法为基础,通过与电路问题比拟,借鉴了电路理论中的网络理论解法. 本文方法对解决复 杂截面闭口薄壁杆件扭转的工程问题有一定的应用价值. 在教学上,可以起到拓宽学生思路 的作用.     

开口薄壁梁的扭转理论与应用

以Vlasov薄壁构件理论为基础, 推导了开口薄壁构件一阶扭转理论. 该理论考虑了翘曲剪应力对截面转角的影响, 截面的转角分为自由翘曲转角和约束剪切转角, 在约束扭转中, St.Venant扭矩仅仅与自由翘曲转角有关, 而翘曲扭矩仅与约束剪切转角有关. 利用半逆解方法求出了约束扭转中薄壁构件的St.Venant扭矩表达公式; 依据能量方法, 建立了约束剪切转角和翘曲扭矩之间的关系, 并提出了翘曲剪切系数概念, 给出了一阶扭转理论的微分方程. 为了有效求解微分方程, 给出了求解微分方程的初参数法方程和相应的影响函数矩阵; 当St.Venant扭矩可以忽略时, 得到与一阶弯曲理论(Timoshenko梁理论)相似的一阶扭转理论简化形式. 最后利用算例证明了一阶扭转理论和简化理论的有效性.      

复室开闭口混合薄壁截面翘曲座标的计算

本文试图对复室开闭口混合薄壁截面翘曲座标的计算作一简介。应用了广义扇形座标计算的原则,对二种类型的上述截面的计算,作了示例。翘曲座标值,仍以计算公式表示之。本文并简述了复室混合截面薄壁杆件和复室闭合截面薄壁杆件扭转计算的异同。     

大型空间结构的热-动力学耦合问题及其有限元分析

论文对辐射换热条件下闭口薄壁杆件与单枝开口薄壁杆件的瞬态温度场问题,提出了一种一维傅立叶温度有限元,克服了传统一维温度单元只能计算薄壁杆截面平均温度的缺点,通过增加结点摄动温度自由度的方法,该一维单元能计算杆截面的温度分布.在此一维温度单元与梁位移单元相协调的基础上,进一步发展了大型空间结构热诱发振动稳定性判据与热颤振响应有限元计算方法.对于柔性空间结构发展了考虑几何非线性的热-结构动力学耦合有限元计算方法,成功地对这类结构的热动力屈曲问题进行了数值模拟.     

两端固支强厚度叠层闭口柱壳轴对称问题的精确解

抛弃任何有关应力或位移模式的人为假设,在文献【1】、【2】的基础上,引入δ—函数,在轴对称情况下,对两端固支叠层闭口柱壳建立其状态方程。给出薄的、中厚的以及强厚的叠层闭口柱壳的静力和动力问题的统一的精确解。此解满足所有的弹性力学基本方程,并计及了全部弹性常数。任意需要的精确度都能得到。     

开口薄壁截面弯曲中心的推导

通常推导开口薄壁杆件横截面弯曲中心的方法都没有从理论上证明弯曲中心的存在.引入合理的假设,运用材料力学的知识就能证明开口薄壁截面弯曲中心是截面本身固有的几何特性之一,并可得到确定弯曲中心位置的一般公式.考虑开口薄壁杆件在横向载荷作用下不仅有较大     

开口薄壁截面弯曲中心的推导

<正> 通常推导开口薄壁杆件横截面弯曲中心的方法都没有从理论上证明弯曲中心的存在.引入合理的假设,运用材料力学的知识就能证明开口薄壁截面弯曲中心是截面本身固有的几何特性之一,并可得到确定弯曲中心位置的一般公式.考虑开口薄壁杆件在横向载荷作用下不仅有较大     

平面内外加速旋转薄壁圆环动力学特性

基于Euler-Bernoulli梁模型理论,综合考虑科氏力和离心力的影响,分析旋转薄壁圆环微元的动能、应变能和外力矩做功,由高阶Hamilton原理以及几何大变形理论,建立了加速旋转薄壁圆环平面内外空间四自由度动力学微分方程。依据波动法中相位封闭原理,对振动进行求解分析,分析了角速度和角加速度对薄壁圆环动态特性的影响。结果表明:恒速状态下,薄壁圆环的幅频曲线存在分支现象,相频曲线复杂化;角加速度仅影响振动幅值,基本不改变固有圆频率。文章为加速旋转薄壁圆环平面内外振动特性的研究提供了理论建模和计算方法,扩展了波动法在弹性体动力学计算方面的应用。     

基于层叠式平面DE作动器的柔性薄壁结构振动控制研究

为了降低单层平面DE作动器的控制电压,提出了一种层叠式平面DE作动器,并开展了基于层叠式平面DE作动器的柔性薄壁结构振动主动控制研究。结合介电弹性体(DE)材料的力电耦合模型,基于哈密顿变分原理,建立了含层叠式平面DE作动器的柔性悬臂梁系统振动控制微分方程。基于比例反馈控制策略,利用不同层数的层叠式平面DE作动器对悬臂梁系统进行了振动主动控制的仿真研究。结果表明,层叠式平面DE作动器对柔性薄壁结构具有良好的振动控制效果,同时相比于单层平面DE作动器,控制所需电压可以降低30%以上,从而为DE作动器的低电压驱动应用提供了一条可行的技术途径。