结构静动力屈曲问题研究进展

近几十年来，结构的静动力屈曲问题一直是力学工作者极为关注的一个前沿课题．本文总结和综述了这一研究领域的几个基本问题：屈曲问题的分类、动态屈曲问题的特点及其特征量；介绍了屈曲问题的处理方法和目前已取得的成果；总结评述了人们关心的热点问题；屈曲问题的模型分析和实验技术、动态屈曲判别准则．     

航空发动机压气机叶片振动频率与温度的关系

以某型航空发动机压气机第六级叶片为例，研究了温度对叶片振动频率的影响。发现由于温度的升高导致了材料弹性模量的下降，而弹性模量的下降又导致了叶片在发动机一定的转速范围内，除一阶振动外，其余各阶振动的动频均小于静频，因此与通常的工程处理方法不同，研究压气机叶片的动频时，应考虑温度的影响。     

厚壁圆柱壳的弹性静力分析

本文研究了考虑横向剪切影响的弹性厚壁圆柱壳的静力问题。利用变分原理得到平衡微分方程组和相应的边界条件。将平衡方程组归并成一个高阶微分方程,用数值法求出它的特征根,得到问题的解。     

Quasi-static versus dynamic failure instabilities in fluid-saturated porous mediaModes de rupture sous conditions quasi-statiques et dynamiques dans les milieux poreux saturés

Using a linear perturbation approach, we show that under quasi-static conditions, unbounded growth of perturbations coincides with localization under drained or undrained conditions. Under dynamic loadings, unbounded growth is related either to the emergence of stationary discontinuities (and these are set by drained conditions) or to the appearance of the flutter phenomenon (acceleration waves). For associative behaviour the inception of unbounded growth is always set (under both static and dynamic conditions) by the singularity of the drained acoustic tensor. It is only for non-associative flow that unbounded growth may correspond to undrained localization in quasi-static conditions and to flutter under dynamic conditions. To cite this article: A. Benallal, C. Comi, C. R. Mecanique 330 (2002) 339–345.     

CAE技术在井架设计中的应用

应用GAE技术，针对ZJ30／1700CZ钻机井架分别进行了静态分析及在自然状态和有钩载情况下的模态分析，为合理设计钻机井架结构提供了理论依据。通过分析计算，可以看出：所设计的井架的静态强度满足要求；经动力再设计后的井架固有频率与钻机的设计工作转速相差较大，达到工程要求，表明修改后的井架设计方案合理。     

ANALYSIS OF FRICTION INDUCED VIBRATION UNDER THE ACTIVE DISTURBANCE REJECTION CONTROL FRAMEWORK 1)

自抗扰控制(active disturbance rejection control, ADRC)是一种具有两自由度控制结构的工程化方法, 由于其能够直观有效地处理多种扰动, 近些年来在许多机电系统上得到了成功应用. 当采用ADRC对带有摩擦力的机电系统进行调节时, 可能会产生极限环振动. 目前, 还没有ADRC框架下摩擦力振动精确分析的相关工作. 因此, 本文采用非线性动力学系统的分析工具对这一问题进行研究. 首先, 考虑两种典型摩擦力模型, 静态切换模型和动态LuGre 模型, 对一类二阶运动系统设计不同阶次的ADRC, 得到控制器的等效形式, 并揭示出与比例积分微分(proportional-integral-derivative, PID)控制之间的联系. 然后, 采用打靶法结合拟弧长延拓方法求解系统中的极限环, 并根据Floquet理论判断极限环的稳定性、可能出现的分岔以及分岔类型. 此外, 通过雅克比矩阵和近似数值方法对系统平衡点集的局部稳定性进行了分析. 最后, 通过数值计算研究了摩擦力模型和参数、ADRC阶次和参数对极限环和平衡点集的影响. 计算结果表明, 决定摩擦力Stribeck效应负斜率的参数$\beta$作用较大. 当$\beta>1$时, 两种摩擦力模型下的闭环系统呈现出相同的特性, 极限环会出现环面折叠分岔(cyclic fold bifurcation, CFB)且平衡点集是局部稳定的. 然而当$\beta<1$时, 两种闭环系统呈现出完全不同的特性. 此外, 不同阶次的ADRC在极限环的存在性和稳定性、平衡点集的稳定性上面的结论是相同的, 而低阶次的ADRC能够更好地解决摩擦力补偿和稳定鲁棒性之间的矛盾问题. 这些结论对实际现象的理解、ADRC阶次的选择以及参数整定提供了一定指导.     

关于精确结构静力重分析法的注记

结构重分析是与结构优化设计紧密相关的分析环节。位移约束条件、载荷与单元刚度矩阵可修改的精确结构静力重分析是较新的一种方法，文献[1,2]提出其结构静力重分析的列式，这一重分析方法被多篇综述文章引用。本文从另一角度推导结构修改的基本方程，并给出广义柔度矩阵的简便可行算法，推导过程简单明了，力学意义明显。     

考虑几何与材料及静风荷载的非线性因素的大跨径桥梁静风稳定分析法

针对现有的桥梁静风稳定分析方法中存在的问题，提出了增量与内外两重迭代相结合的新方法，并且考虑了结构几何、材料和静风荷载非线性。在上述方法的基础上，编制了桥梁非线性空气静力稳定分析程序BNAP，并进行了相应的算例分析，所得结果表明该方法具有计算稳定和速度快的优点。最后，以一座主跨1000米的斜拉桥为例，分析了结构几何非线性、材料非线性和静风荷载非线性对大跨径桥梁空气静力稳定性的影响。     

Global stability analysis of parametrically excited cylindrical shells through the evolution of basin boundaries

In the present study, the large-amplitude vibrations and stability of a perfect circular cylindrical shell subjected to axial harmonic excitation in the neighborhood of the lowest natural frequencies are investigated. Donnell's shallow shell theory is used and the shell spatial discretization is obtained by the Ritz method. An efficient low-dimensional model presented in previous publications is used to discretize the continuous system. The main purpose of this work is to discuss the use of basins of attraction as a measure of the reliability and safety of the structure. First, the nonlinear behavior of the conservative system is discussed and the basin structure and volume is understood from the topologic structure of the total energy and its evolution as a function of the system parameters. Then, the behavior of the forced oscillations of the harmonically excited shell is analyzed. First the stability boundaries in force control space are obtained and the bifurcation events connected with these boundaries are identified. Based on the bifurcation diagrams, the probability of parametric instability and escape are analyzed through the evolution and erosion of basin boundaries within a prescribed control volume defined by the manifolds. Usually, basin boundaries become fractal. This together with the presence of catastrophic subcritical bifurcations makes the shell very sensitive to initial conditions, uncertainties in system parameters, and initial imperfections. Results show that the analysis of the evolution of safe basins and the derivation of appropriate measures of their robustness is an essential step in the derivation of safe design procedures for multiwell systems.     

质子与金属布线层核反应对微纳级静态随机存储器单粒子效应的影响分析

金属布线层对微纳级静态随机存储器(static random access memory, SRAM) 质子单粒子效应敏感性的影响值得关注. 利用Geant4针对不同能量(30 MeV, 100 MeV, 200 MeV和500 MeV)的质子与微纳级SRAM器件的核反应过程开展计算, 研究了核反应次级粒子的种类、线性能量传输值(linear energy transfer, LET)及射程情况, 尤其对高LET 值的核反应次级粒子及其射程开展了详细分析. 研究表明, 金属布线层的存在和质子能量的增大为原子序数大于或等于30的重核次级粒子的产生创造了条件, 器件体硅区中原子序数大于60的重核离子来源于质子与钨材料的核反应, 核反应过程中的特殊作用机理会生成原子序数在30至50之间的次级粒子, 且质子能量的增大有助于这种作用机理的发生, 原子序数在30至50之间的次级粒子在器件体硅区的LET值最大约为37 MeV·cm²/mg, 相应射程可达到几微米, 对于阱深在微米量级的微纳级SRAM器件而言, 有引发单粒子闩锁的可能. 研究结果为空间辐射环境中宇航器件的质子单粒子效应研究提供理论支撑.