Unconventional Hamilton-type variational principles for nonlinear elastodynamics of orthogonal cable-net structures

According to the basic idea of classical yin-yang complementarity and modem dual-complementarity,in a simple and unified new way proposed by Luo,the unconven- tional Hamilton-type variational principles for geometrically nonlinear elastodynamics of orthogonal cable-net structures are established systematically,which can fully charac- terize the initial-boundary-value problem of this kind of dynamics.An important in- tegral relation is made,which can be considered as the generalized principle of virtual work for geometrically nonlinear dynamics of orthogonal cable-net structures in mechan- ics.Based on such relationship,it is possible not only to obtain the principle of virtual work for geometrically nonlinear dynamics of orthogonal cable-net structures,but also to derive systematically the complementary functionais for five-field,four-field,three-field and two-field unconventional Hamilton-type variational principles,and the functional for the unconventional Hamilton-type variational principle in phase space and the poten- tial energy functional for one-field unconventional Hamilton-type variational principle for geometrically nonlinear elastodynamics of orthogonal cable-net structures by the general- ized Legendre transformation given in this paper.Furthermore,the intrinsic relationship among various principles can be explained clearly with this approach.     

求解非线性结构动力方程的预估校正-辛时间子域法

提出了求解非线性结构动力方程的预估校正-辛时间子域法。首先,将结构非线性动力方程转换为状态空间方程,在任一时间子域内利用改进的欧拉法对各离散时刻的状态变量值进行预估和校正。然后,将离散的非线性项用Lagrange插值多项式展开并视为外荷载,结合辛时间子域法即可求解非线性动力系统的响应。这种方法不必对状态矩阵求逆,无需计算高阶导数,计算简单,格式统一,易于编程。算例结果表明,本文方法具有较高的计算精度、效率和稳定性,是一种求解非线性结构动力方程的有效方法。     

非线性弹性薄壳静力学的一些基本原理

根据对偶互补的基本思想,系统地建立了非线性弹性薄壳静力学的各类变分原理.文中首先给出非线性薄壳静力学的广义虚功原理的表式,然后从该式出发,不仅能得到非线性薄壳静力学的虚功原理,而且通过所给出的广义Legendre变换,还能系统地成对导出非线性弹性薄壳静力学的3类变量(U,ε,x,N,M)、2类变量(U,N,M)变分原理、以及总势能驻值原理和总余能驻值原理的互补泛函.同时,通过这条新途径还能清楚地阐明这些原理的内在联系.     

略论变分原理之科学美

略述力学中变分原理之科学美, 主要简述变分原理的广泛性、真理性、对偶互补与 对称性、统一性、简洁性、和谐性、系统性和整体性.     

弹性正交索网结构动力学的各类非传统Hamilton型变分原理

根据古典阴阳互补和现代对偶互补的基本思想,通过罗恩早已提出的一条简单而统一的新途径,系统地建立了正交索网结构几何非线性弹性动力学的各类非传统Hamilton型变分原理．这种新的非传统Hamilton型变分原理能反映这种动力学初值-边值问题的全部特征．文中首先给出正交索网结构几何非线性动力学的广义虚功原理的表式,然后从该式出发,不仅能得到正交索网结构几何非线性动力学的虚功原理,而且通过所给出的一系列广义Legendre变换,还能系统地成对导出正交索网结构几何非线性弹性动力学的5类变量、4类变量、3类变量和2类变量非传统Hamilton型变分原理的互补泛函、以及相空间非传统Hamilton型变分原理的泛函与1类变量非传统Hamilton型变分原理势能形式的泛函．同时,通过这条新途径还能清楚地阐明这些原理的内在联系．     

基于非传统哈密顿变分原理的高阶辛算法

给出了非传统哈密顿变分原理的一种简化形式,并在此基础上利用拉格朗日多项式近似位移和动量,采用高斯积分法对时间积分,建立了针对动力学初值问题的一类高阶辛算法。在建立高阶辛算法的过程中,本文方法与基于传统哈密顿变分原理的辛算法不同,无需由端值问题向初值问题转换,因此更加简捷有效。此外,给出了线性动力问题中本文算法保辛性的证明。当位移、动量的插值次数和高斯积分点个数均为m时,本文算法是具有2m阶精度的辛算法,且是线性无条件稳定的。通过数值算例结果表明,本文算法与辛算法性质吻合,并且计算效率比同阶辛龙格库塔法提高了约50%。