约束层阻尼板动力学问题的半解析解

利用条形传递函数方法(SDTFM)得到了约束层阻尼(CLD)板动力学问题的半解析解.首先对CLD板沿纵向离散成多个条形单元,基于Hamilton原理推导出条形单元的刚度矩阵和质量矩阵,仿照有限元法组集得到系统的总刚度矩阵和总质量矩阵.经Laplace变换后引入状态向量,采用分布参数传递函数方法在状态空间内建立CLD板的控制方程并进行求解.最后以对边固支和悬臂CLD板为例,得到了板的动力学特性和频响曲线,并与NASTRAN或相关文献结果进行了比较,吻合良好,验证了该方法的有效性.从推导过程和算例可以看出,该方法所需的单元数目少,获得的是半解析解,计算效率高且准确可靠.     

弹塑性摩擦接触问题形状设计灵敏度分析

提出了一种计算二维有限变形弹塑性摩擦接触问题形状设计灵敏度的算法.采用主动集策略和mortar方法处理接触边线上的约束条件.在mortar接触边线的切线和法线方向上采用相同的名义罚函数,提出基于名义罚函数的移动摩擦锥算法来正则化接触约束条件,发展了一种新的二维多体有限变形摩擦接触算法.在此基础上,通过将离散形式的摩擦接触问题控制方程对形状设计变量微分,得到了该路径相关问题的直接微分法解析设计灵敏度计算格式,其节点位移灵敏度方程在每个增量步不用迭代、直接求解.与国际上现有的二维多体有限变形摩擦接触问题的解析设计灵敏度算法相比,本算法不需分解为法向和切向推导,表达式较简洁,便于编程实现.数值算例验证了算法的精度和有效性.     

含内埋裂纹的板条瞬态响应分析

利用线弹簧模型求解了阶跃载荷作用下含内埋裂纹的无限长板条问题，对采用基于线弹簧模型的解析方法求解三维裂纹动态问题作了有益的探索。定性解释了动态线弹簧采用静态线弹簧本构关系的可行性，通过积分变换方法，导出了描述内埋裂纹板条动态问题的Cauchy型奇异积分方程。进行了数值计算，对模型应用的合理性作了理论解释，并对内埋裂纹板条瞬态响应的影响因素作了细致的分析。     

多段构件组成的压杆平面内稳定

分析由若干段等截面或者变截面构件组成的压杆平面内稳定问题．从由三段等截面构件组成的压杆平面内稳定问题出发，对两端为变截面、中间为等截面构件组成的压杆的平面内稳定问题进行了分析，得出和两端为等截面构件情况类似的屈曲荷载计算公式．并对两端固接的情况进行了研究分析．     

《材料力学》竞赛主要题型分析

 在分析前五届全国力学竞赛中《材料力学》试题的基础上，对竞赛主要题型进行了 总结，并给出了相应例题的解题方法和思路，最后指出了参赛大学生应具备的基本条件.     

PERIODICAL INTERFACIAL CRACKS IN ANISOTROPIC ELASTOPLASTIC MEDIA

By using Fourier transformation the boundary problem of periodical interfacial cracks in anisotropic elastoplastic bimaterial was transformed into a set of dual integral equations and then it was further reduced by means of definite integral transformation into a group of singular equations. Closed form of its solution was obtained and three corresponding problems of isotropic bimaterial, of a single anisotropic material and of a bimaterial of isotropy- anisotropy were treated as the specific cases. The plastic zone length of the crack tip and crack openning displacement ( COD) decline as the smaller yield limit of the two bonded materials rises, and they were also determined by crack length and the space between two neighboring cracks . In addition , COD also relates it with moduli of the materials .     

基于高阶位移模式的压电层合板动力有限元模型

建立了含压电片层合板的有限元动力学模型。以位于压电层上下表面处的电场强度和层间电压为未知量,给出了三次函数的电势分布模式,采用Reddy的高阶剪切理论描述板的位移场,假设板厚度方向的正应力为零给出了减缩的本构方程,采用有限元方法,基于Hamilton原理导出结构的动力学方程,然后用静态缩聚的方法压缩掉电场自由度和次要的位移自由度。最后用四边形矩形单元求解了一对称铺层和非对称铺层悬臂板的固有频率,并与ANSYS结果对比验证了本文模型的精确性。     

复合材料圆柱壳失稳载荷的振动监测

本文根据结构振动与稳定性的相关性，以振动频率测试值作为监控参数进行了复合材料圆柱壳的失稳状态监测。该方法首先利用模态试验，测量得到了复合材料圆柱壳在轴压和外压栽荷作用下的模态特性变化特性，进而利用一阶固有频率在低载荷下的这种变化特性，采用多项式拟合法，无损预估了复合材料圆柱壳的轴压和外压屈曲栽荷，估计值与试验测试结果比较一致。     

屈服后表面裂纹与穿透裂纹的等效裂纹长度换算

在较小范围屈服条件下，将D-M模型和弹塑性线弹簧模型相结合，建立了屈服后一般扁壳表面裂纹的计算模型，导出了其控制方程和相应的COD计算公式。在此基础上，提出了屈服后一般扁壳表面裂纹与平板穿透裂纹的等COD换算方法。通过各种影响因素的分析并去除次要因素，最终给出了该等效换算关系的简单拟合公式。计算结果表明，该分析方法简便且有足够的工程精度，适应于在役压力容器等结构的现场快速断裂评定。     

求解非线性方程组的混合遗传算法

非线性方程组的求解是数值计算领域中最困难的问题。大多数的数值求解算法例如牛顿法的收敛性和性能特征在很大程度上依赖于初始点。但是对于很多非线性方程组，选择好的初始点是一件非常困难的事情。本文结合遗传算法和经典算法的优点，提出了一种用于求解非线性方程组的混合遗传算法。该混合算法充分发挥了遗传算法的群体搜索和全局收敛性，有效地克服了经典算法的初始点敏感问题；同时在遗传算法中引入经典算法(Powell法、拟牛顿迭代法)作局部搜索，克服了遗传算法收敛速度慢和精度差的缺点。选择了几个典型非线性方程组，从收敛可靠性、计算成本和适用性等指标分析对比了不同算法。计算结果表明所设计的混合遗传算法有着可靠的收敛性和较高的收敛速度和精度，是求解非线性方程组的一种成功算法。