正交各向异性弹性力学正交关系的研究

新的正交关系被推广到正交各向异性三维弹性力学．将弹性力学新正交关系中构造对偶向量的思路推广到正交各向异性问题．将弹性力学求解辛体系的对偶向量重新排序后,提出了一种新的对偶向量．由混合变量求解法直接得到对偶微分方程．所导出的对偶微分矩阵具有主对角子矩阵为零矩阵的特点．由于对偶微分矩阵的这一特点,对于正交各向异性三维弹性力学发现了2个独立的、对称的正交关系．采用分离变量法求解对偶微分方程．从正交各向异性弹性力学求解体系的积分形式出发,利用一些恒等式证明了新的正交关系．新的正交关系不但包含原有的辛正交关系,而且比原有的关系简洁．新正交关系的物理意义是对偶方程的解关于z坐标的对称性的体现．辛正交关系是一个广义关系,但辛正交关系可以在一定的条件下以狭义的强形式出现．新的研究成果将为研究正交各向异性三维弹性力学的解析解和有限元解提供新的有效工具．     

弹性力学求解体系的研究

证明了弹性力学求解体系的微分形式与积分形式的等价关系,建立了统一求解体系构架.新体系包括微分形式、积分形式及混合形式.利用微分形式与积分形式的等价关系,导出了各种变分原理.提出了广义虚功方程和广义虚函数的概念.     

横观各向同性板的弹性理论和弹性改进理论及一种新的厚板理论

本文从横观各向同性体弹性力学位移形式的基本方程出发,考虑板面承受横向荷载,建立了横观各向同性板弯曲的弹性理论.并由此建立了一个在板的每边能满足三个边界条件的弹性改进理论和一种新的厚板理论.文中求得了周边简支多边形板的弹性改进理论解,数值结果与三维弹性理论精确解的结果非常接近.新的厚板理论和以往的中厚板理论的系统比较表明,我们提出的厚板理论最靠近弹性理论的结果.     

Theory and refined theory of elasticity for transversely isotropic plates and a new theory for tnick plates

A theory of elasticity for the bending of transversely isotropic plates has been developed from the basic equations of elasticity in terms of displacements for transversely isotropic bodies, which takes into account the loads distributed over the surfaces of the plates. Based on this theory, a refined theory of plates which can satisfy three boundary conditions along each edge of the plates and a new theory of thick plates are established. The solution of the refined theory for simply supported polygonal plates has been obtained; and its numerical result is very close to the exact solution of the three-dimensional theory of elasticity. A systematic comparison with the former theories of thick plates shows that the present theory of thick plates is closest to the result of the theory of elasticity.     

正交各向异性体梁弯曲的弹性理论

本文由文献[1]横观各向同性板的弯曲弹性理论关于二维问题的特例,通过比拟,得到了正交各向异性梁弯曲的弹性理论,文中给出了求解正交各向异性梁弯曲问题的一种方法.提出了一种新的深梁理论,并指出了考虑横向剪切变形影响的Reissner理论对于应力分量的近似程度较差.     

考虑剪切变形影响的叠层梁层间接触应力研究

本文采用两个广义位移梁理论,求得了叠层梁层间接触应力呈双曲函数的分布规律.得到了几种常见叠层梁弹性接触问题的解.     

弹性力学的一种正交关系

在弹性力学求解新体系中，将对偶向量进行重新排序后，提出了一种新的对偶微分矩阵，对于有一个方向正交的各向异性材料的三维弹性力学问题发现了一种新的正交关系．将材料的正交方向取为z轴，证明了这种正交关系的成立．对于z方向材料正交的各向异性弹性力学问题，新的正交关系包含弹性力学求解新体系提出的正交关系。     

溶胶-凝胶法制备超亲水型低折射率膜层材料

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,乙醇为溶剂,氨水为催化剂,制备二氧化硅(Si O2)前驱体溶胶,并采用氢氟酸(HF)对溶胶中的球形Si O2粒子进行刻蚀改性,通过浸渍提拉法镀膜制备多孔Si O2膜层材料.研究结果表明,HF刻蚀后,多孔Si O2膜层材料的折射率明显降低,当HF的质量分数为3%时,膜层的折射率降低至1.101,膜层的静态接触角降低为3°,并且膜层的防雾性能得到显著提高.     

弹性力学问题的一阶有限元解法

求解弹性力学问题的应力时,如果采用常规的位移有限元法,需要先求得单元的节点位移,再经过求导运算得到。为了解决这种求解方式引起的应力精度下降的问题,提出了弹性力学问题的一阶多变量形式,使得应力与位移精度同阶,并推导了弱形式。采用有限元方法,对弹性力学问题给出了一阶解法的二维、三维数值算例,并且将一阶解法的结果与常规位移有限元法的解进行了比较。数值计算结果表明,一阶解法有效提高了应力的精度,并且应力的误差和节点位移的误差具有相同的收敛阶,验证了本文方法的有效性,为提高有限元法的应力精度提供了新的思路。     

Research on an orthogonal relationship for orthotropic elasticity

IntroductionAsymplecticsystematicmethodology[1- 3]forelasticitywasestablishedbyZhongWan_xie .Hepresentedcreativelythedualvectorsandthesymplecticorthogonalrelationshipandopenedaworkplatformparalleledtothetraditionalelasticity[4 - 9].AnewdualvectorandanewdualdifferentialmatrixLwerepresentedforasymplecticsystematicmethodologyfortwo_dimensionalelasticityandaneworthogonalrelationshipwasdiscoveredforisotropicplaneproblems[4 ]byLuoJian_hui.Theneworthogonalrelationshipisgeneralizedfororthotropicelas…