水平悬链线中点集中力作用下的非线性分析及计算

首先，对均布力作用下悬链线理论进行了深入分析研究，推导出求解水平张力单参数和双参数形式的隐含超越方程，在算法上验证了两种方程的等价性。对于悬链线固有的广义倾角、曲率半径、约束反力和水平张力的嵌入关系等给出了具有新意的表达公式。然后，建立了水平悬链线在对称集中力作用下的平衡方程，对于不同垂向集中力作用下水平张力的变化情况和最大垂直距离差所在水平位置随集中力的变化等进行了非线性计算。本文在理论构建和分析方面具有创新性，在理论探索和工程应用上具有重要意义。     

悬链线竖向集中力作用下的构形分析和张力计算

目前,悬链线在竖向集中力和均布荷载共同作用下的构形分析和受力计算的理论仍不完善。针对这一问题,通过引入悬链线的几何约束方程、力平衡方程和超越方程,建立了竖向集中力与均布荷载共同作用下的非线性方程组。采用牛顿迭代法求解方程组,得到了悬链线的构形和受力情况。为了验证理论计算的正确性,进行了算例和试验验证。结果表明,算例的计算结果与文献结论保持一致,试验测得的构形和水平张力大小与理论计算的构形和水平张力大小吻合较好。本文的理论计算可以更加简单精确地计算出悬链线在竖向集中力和均布荷载共同作用下的构形和受力情况,为实际工程提供重要的理论指导。     

浸没式浮筒对系泊缆松弛-张紧特性的影响研究

为了研究浸没式浮筒对悬链线系泊缆松弛-张紧特性的影响,本文基于集中质量法建立了下端锚固、上端做简谐运动的带浮筒悬链线系缆运动微分方程。运用Newton-Raphson法和Howbolt差分法,求解了系缆的运动特性和动张力值。通过与无浮筒悬链线系泊系统的对比,分析了几种不同参数的浮筒对系泊缆松弛-张紧现象及冲击放大系数两个方面的影响。结果表明:附加一定大小的浸没式浮筒能有效抑制系泊缆松弛-张紧现象的出现,并且减小系缆运动过程中动张力的冲击放大系数;但当附加浮筒的净浮力过大时,在极端海况下,会助长系泊缆上端出现松弛-张紧现象,进而影响系泊物的稳定性。     

建筑结构连续倒塌性能研究进展1）

在爆炸、撞击等偶然载荷作用下，建筑结构中部分关键承重构件失效可能导致后果极为严重的结构整体连续倒塌破坏。本文对国内外建筑结构连续倒塌性能的试验研究和理论分析成果进行了总结，分析了结构倒塌过程中的各种抵抗机制及其对结构抗倒塌性能的贡献，对现有的结构抗连续倒塌设计与研究方法进行了评述，并对结构抗倒塌性能的研究进行了展望。     

气液混输悬链线立管系统两相流特性实验

严重段塞流是海洋工程气液混输管线--立管系统中常见的一种特殊有害流动 现象, 采用水平--下倾--悬链线立管气液混输组合管道系统, 通过系列实验在悬链线立管中获 得了严重段塞流、间歇流和震荡流等流型, 阐述了这些流动现象的形成机理, 提出了能够产 生严重段塞流的判定准则. 结果表明, 悬链线立管严重段塞流具有明显周期性, 在一个周期 内的流动特征可分为液塞形成、液体出流、液气喷发及液体回流等4个阶段, 进而给出了各 阶段中相关流动参数的变化规律. 在实验中同时还对悬链线与垂直立管中严重段塞流形成机 理进行了比较分析, 发现两者在液塞形成阶段有显著差别. 其中, 在悬链线立管中液塞形成 之前首先需要经历一个气液混合液塞形成过程, 而垂直立管则没有这个过程.     

基于动力松弛法的松弛索杆体系找形分析

索杆张力结构施工成形分析需要解决一个松弛态索杆系统的平衡形态求解问题,该问题可归结为一个给定构件原长的受荷索杆机构系统的找形问题。文中利用动力松弛法进行该类松弛索杆体系的找形分析。由于不建立刚度矩阵,避免了体系几何不稳定性所引起的刚度矩阵奇异问题。该方法采用悬链线索单元模型,可以考虑索大垂度效应。文中还推导了反映索原长和内力之间关系的悬链线索单元协调方程。通过一个正交松弛索网算例分析,考察了该找形方法的计算精度和收敛性。最后还模拟了一个索穹顶的施工成形过程,表明了该找形方法用于索杆张力结构施工成形分析的有效性。     

悬链线模型在系泊系统设计中的应用--2016年全国大学生数学建模竞赛A题解答评述

通过力和力矩的平衡、悬链线方程等给出2016年全国大学生数学建模竞赛A题的一种解答,并对学生答卷的不同方法和结果进行简单的点评。     

A procedure for the static analysis of cable structures following elastic catenary theory

The paper proposes an unitary strategy for the static analysis of general cable nets under conservative loads. A form-finding is first performed in order to initialize the successive non linear analysis. The numerical procedures carried on in both steps, form finding and structural analysis of the net, employ a three dimensional elastic catenary element. Equilibrium conditions at internal nodes and kinematic compatibility at the end nodes of each cable are used to derive the global equations of the net. When the pre-stresses are high and the topology of the net is involved, an accurate initializing solution is essential for the convergence of the successive numeric non linear structural analysis (performed by Newton method). The numerical applications highlight the capability of the proposed procedure to solve three dimensional problems with taut and slack cables, out of plane distributed forces (modeling wind loads), point loads along the cables. The contemporary presence of cables and compression truss elements is also considered testing the effectiveness of the method in the analysis of tensegrity structures.     

Bending Boundary Layers in a Moving Strip

The high-speed transport of thin-sheet materials occurs in avariety of industrial processes. In this paper the method of matchedasymptotic expansions is used to solve the low tension, large-deflectionshape of a convected strip hanging under gravity. To leading order theequations for the deflection in the boundary layer and in the centre ofthe span are nonlinear. Previous treatments of this problem have notaccurately solved the leading-order equation within the boundary layer.The composite analytic solution of the full nonlinear equation isobtained and compares well with numerical solutions.     

经典悬链线理论精确解与近似解的非线性数值计算

针对经典悬链线数学解中存在两个未知参数,即水平张力h和广义倾角α迄今尚未妥善解决的问题,进行了深入细致的分析。利用悬链线两点边值约束条件和不可拉伸假设,推导出求解隐含独立未知量水平张力的超越方程。引进互逆的无量纲参数求解超越方程中的水平张力,使得水平张力形式上具有最简单的参数依赖关系。探讨了广义倾角β,α和θ与几何参数的相互关系,得出广义倾角α不是独立未知参数的结论。提出了水平距离趋于0和趋于极限距离的各种近似解、在真小数全局计算范围内的近似解以及这些近似解关于精确解的误差程度,其结果在工程上具有应用价值。