Nonlinear flutter of a two-dimension thin plate subjected to aerodynamic heating by differential quadrature method

The problem of nonlinear aerothermoelasticity of a two-dimension thin plate in supersonic airflow is examined. The strain-displacement relation of the von Karman＇s large deflection theory is employed to describe the geometric non-linearity and the aerodynamic piston theory is employed to account for the effects of the aerodynamic force. A new method, the differential quadrature method （DQM）, is used to obtain the discrete form of the motion equations. Then the Runge-Kutta numerical method is applied to solve the nonlinear equations and the nonlinear response of the plate is obtained numerically. The results indicate that due to the aerodynamic heating, the plate stability is degenerated, and in a specific region of system parameters the chaos motion occurs, and the route to chaos motion is via doubling-period bifurcations.     

弯曲波对含多圆孔薄板的散射与动应力集中

采用复变函数法和多极坐标方法,研究了弯曲波对含有多圆孔薄板的散射问题。通过板的弯曲波动方程和内力方程的推导,求出在入射弯曲波条件下该问题的一般解的函数逼近序列和边界条件的表达式。用展开正交函数的方法将待解的问题归结为对一组无穷代数方程组的求解。最后,给出了含3圆孔薄板的孔边动应力集中系数的结果,并分析了孔间距和波数对动应力分布的影响。     

自然单元法在Winkler地基薄板计算中的应用

自然单元法是一种基于Voronoi图及Delaunay三角形剖分图,以自然邻接点插值为试函数的一种无网格数值方法.本文以目前该方法中自然邻接点的Laplace插值形函数为基础,求出了其一阶及二阶导函数,建立了Winkler地基上薄板弯曲挠度的自然单元法求解控制方程,并编制了相应的计算程序,通过算例分析表明了本文方法的可行性和有效性.     

一边固定及一角点支承的矩形板在均布荷载作用下的弯曲解

本文采用叠加法求出一边固定及一角点支承的矩形板在均布荷载作用下的弯曲解答,计算表明这种解法收敛速度快,计算精度高。     

具有主动约束层阻尼板的振动杂交控制*

本文研究了局部附加主动约束阻尼层(LACL)板的主、被动杂交控制问题.基于弹性、粘弹性、压电材料的本构关系,建立了系统的控制方程.利用Galerkin方法和GHM方法将偏微分方程转换为维数不高的常微分方程组,应用LQR方法进行了数值模拟.计算结果表明,这种主动和被动结合的杂交控制方式具有良好的控制效果.     

简支矩形复合材料薄板压缩屈曲后的极限强度

本文通过283块简支矩形玻璃钢薄板的压缩屈曲后极限强度的试验,证明了复合材料薄板在屈曲失稳后仍能继续承载,以玻璃钢为例,可以超过临界载荷的十几倍。文中对薄板的极限强度进行了大挠度和小挠度理论分析,结合复合材料的能量强度理论,最后得出有关极限强度计算公式的C参数曲线,对于45°方向的薄板与试验结果较符合,对于经纬向薄板当β<0.11时比试验结果略大。文中给出的C参数可供产品设计时参考。     

点简支正交各向异性矩形薄板弯曲的精确解

本文利用迭加原理,给出了点简支正交各向异性短形薄板弯曲问题的封闭的级数式解答.简支点的位置和横向载荷的分布均可任意.用本文的级数解给出的算例与以往的数值解是十分一致的.     

关于圆簿板大挠度问题的正交条件解法

本文重新考察了钱伟长教授求解圆薄板大挠度问题的系统近似法,发现此法实质上可视为奇异摄动理论中的变形参数法.以无量纲中心挠度为小参数,将挠度、中面薄膜力和载荷参数作渐近展开,我们对所得的递推方程给出了正交条件(可解性条件),据此可确定圆薄板的刚度特性.本文指出,利用圆薄板小挠度解和正交条件,可以不经求解方程而导得载荷参数与中心挠度关系的三阶近似以及中心点、边缘处的薄膜力的首项近似.文中对若干特例(均布载荷、复合载荷、各种边界条件)进行了具体计算,所得的结果与钱伟长、叶开沅、黄黔等人在文[1～4]中给出的结果完全相符.     

层状横观各向同性地基上异性矩形薄板的弯曲解析解

选用更具广泛性的层状横观各向同性弹性地基模型,来分析四边自由各向异性矩形地基板的弯曲解析解。先基于直角坐标下横观各向同性体的静力胡海昌通解,借助双重傅里叶变换及矩阵传递法,获得层状横观各向同性地基的静力位移场和应力场;然后将异性薄板的弯曲控制方程,与基于层状横观各向同性弹性地基的位移解建立的板与地基变形协调方程相结合,先按对称性分解,再用三角级数法,得出层状横观各向同性弹性地基上四边自由各向异性矩形薄板的弯曲解析解,包括地基反力、板的挠度及板的内力的解析表达式。克服了数值法的弊端,取消了对地基反力的假设,且避免了矩阵指数函数的计算;同时考虑了地基的层状性及板和地基的各向异性,从而得到板的内力及地基反力更切实际的分布规律。算例结果与文献的有限元结果吻合良好,证明本文方法是切实可行的。     

超短激光脉冲加热薄板的广义热弹扩散问题

由于超短激光脉冲具有功率密度高、持续时间短、加工精度高等优势, 近年来被广泛应用于超精细加工、光学储存和微电子器件制造等领域. 本文基于L-S型广义热弹扩散理论, 建立了考虑材料记忆依赖效应和空间非局部效应的记忆依赖型非局部广义热弹扩散耦合理论, 它能够准确预测几何尺寸与内部特征尺寸相近结构的热弹扩散瞬态响应. 推导了所建理论的控制方程, 并基于拉普拉斯积分变换获得了控制方程的解. 作为算例, 利用所建理论和求解方法研究了半无限大薄板受非高斯激光脉冲加热和化学冲击联合作用下的热弹扩散瞬态响应问题, 得到了薄板的温度、化学势、位移、应力和浓度等随非局部参数、热时间迟滞因子和扩散时间迟滞因子等参数变化的分布规律. 结果表明: 传热对传质影响显著, 传质对传热影响甚微; 非局部参数对位移、应力影响显著, 对温度、化学势和浓度几乎没有影响. 该理论及求解方法的建立, 旨在实现材料在机械、热、化学势等冲击作用下传热传质瞬态响应的准确预测.