基于Lenosky原子作用势单层石墨烯片的力学模型

基于对Lenosky 碳-碳共价键作用势连续化得到的单层石墨烯的势能和Hamilton 原理,导出了单层石墨烯的动力学方程. 使用该数学模型及Galerkin 方法,研究了矩形单层石墨烯片的静力挠曲问题. 结果显示,石墨烯片的几何尺寸较小时,弯曲刚度对结构的受力影响较大,可用板理论来描述;随着结构尺寸的增大,弯曲刚度的影响迅速降低;当矩形石墨烯片的短边尺寸大于10 nm 时,可以忽略弯曲刚度对结构的影响,使用薄膜理论来描述单层石墨烯的力学性质.      

索-梁混合有限元模式及其在索桥分析中的应用

索桥是大变形柔性组合结构,其受力分析属于几何非线性问题,求解较复杂。本文应用有限元方法,结合索桥结构特征,提出三节点二次曲线元与直梁单元相结合的混合有限元模式。由Reissner广义变分原理导出有限元运动方程。用Newton-Raphson方法求解有限元平衡方程,用FORTRAN-77语言编制了相应的计算程序。并以跨距为200米的索道桥为实例进行几种载荷作用下的静力分析计算。计算结果与实测值对比显示出很好的一致性。表明混合有限元模式是有效的。     

基于综合非线性优化方法的倒张型悬索桥非线性优化设计

提出随机优化、零阶优化和一阶优化相结合的综合非线性优化方法,并通过对ANSYS程序的二次开发编制全面优化设计和非线性有限元分析的综合辅助程序,从而对倒张型悬索桥进行非线性优化设计,以更合理地确定倒张型悬索桥设计中的关键因素,最终使倒张型悬索桥的受力和变形达到均匀合理的状态,以利于实际工程设计和应用.从优化设计前后的对比可以看出,本文的综合非线性优化方法和综合辅助程序简单有效,优化的效果显著.