自然弯扭梁的非线性分析

研究了两端边界均为完全约束的自然弯扭梁在小应变，大位移和大转动情况下的非线性性质，并考虑了横向剪切变形和扭转翘曲变形的影响，分析中还包括了拉伸，弯曲和扭转的各种弹性耦合。由最小势能原理可以导出所给问题的平衡方程。这里欧拉角可以用来表示任意大的转动。该方法还可方便地推广到其他各种不完全约束边界的情况。此外，利用上述结果还可以得到该梁在小位移理论中的基本方程和有关公式。     

非线性自然弯扭闭口薄壁复合梁的广义变分原理

对复合材料自然弯扭闭口薄壁细长梁在小应变、大位移和大转动的情况作了研究,建立了两端边界均为完全约束的该梁大变形弹性理论的非完全广义变分原理的泛函。由泛函驻值条件可以导出所给问题的平衡方程及全部边界条件。上述方法可方便地推广到其它各种不完全约束边界的情况。此外,利用上述结果还可以得到该梁在小位移理论中的基本方程和有关公式。     

曲梁剪应力和径向应力的积分方程解

直接对曲梁剪应力的积分方程进行求解。得到剪应力和径向应力计算的一般公式．最后给出计算实例．     

考虑翘曲效应的圆柱螺旋弹簧的振动分析

以空间曲梁理论为基础对簧丝截面为矩形的圆柱螺旋弹簧的自由振动特性进行了研究. 在弹簧的运动微分方程中, 所有的位移函数和广义翘曲坐标均定义在横截面的形心主轴上, 同时考虑了翘曲变形对弹簧固有频率的影响. 通过精确地应用符号运算软件MATHEMATICA可以得到振动模态的显式表达式, 固有频率则可用搜索的方法来确定. 在较宽的范围内, 给出了各种参数变化, 如簧丝截面的宽高比(a/ b = 0.6 ~ 1.7)、螺旋角(\bar {\alpha } = 5^\circ ~ 12.5^ \circ)、弹簧工作圈数(n = 6 ~ 12)和圆柱螺旋线半径(R = 4~ 10mm)对固有频率的影响. 为了证明解析法的有效性, 对两端固支和一端固支、一端自由矩形截面圆柱螺旋弹簧的固有频率和振动模态进行了求解, 并同ANSYS三维实体单元(Solid45)的结果和文献的结果进行了比较. 计算表明: 用解析方法得到的解和用数值方法得到的结果吻合得很好.      

非线性薄壁复合曲梁广义变分原理之研究

应用拉氏乘子法建立了两端边界均为完全约束的复合材料自然弯曲闭口薄壁细长梁大位移变形弹性理论的非完全广义变分原理的泛函￣［１，２］，其中考虑了对叠层复合材料变得敏感的横向剪切变形以及和扭转有关的翘曲变形的影响，分析中还包括了拉压、弯曲和扭转的相互耦合。由泛函驻值条件可以导出所给问题的平衡方程及全部边界条件。上述方法还可以方便地推广到其它各种非完全约束边界的情况。此外，广义变分原理建立也有助于扩大有限元法和其它近似方法在薄壁复合曲梁中的应用。     

自然弯扭梁广义翘曲坐标的求解

提出了自然弯扭梁受复杂载荷作用时静力分析的一种理论方法,重点在于对控制方程的求解,其中考虑了与扭转有关的翘曲变形和横向剪切变形的影响．在特殊的情况下,可以比较容易地得到这些方程的解答,包括各种内力、应力、应变和位移的计算．算例给出了平面曲梁受水平和垂直分布载荷作用时广义翘曲坐标的求解方法．计算结果表明,求得的应力和位移的理论值和三维有限元结果非常接近．此外,该理论不限于具有双对称横截面的自然弯扭梁,同样可推广至具有一般横截面形状的情况．     

复合曲梁中剪应力和径向应力的研究

文献［郾］讨论了复合曲梁在弯曲时的正应力问题，在此基础上，本文进一步导出了其剪应力和径向应力的计算公式，从而使复合曲梁的应力问题全部得到解决，作为特例，也可以从上述公式得到单层匀质曲梁的的相应公式，最后给出计算实例。     

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研制和开发了曲梁以及复合曲梁测量应力的创新实验装置, 通过该实验的设计、开发和应用,可以验证它的创新性和综合性,找出曲梁、复合曲梁与直 梁的诸多不同之处. 把该实验用于测试由钢制成的、钢与铜两种材料制成的,具有直角梯形 截面的简支梁在拱顶处受垂直集中力作用时的正应力和切应力,计算结果表明,理论解和实 验值吻合得很好.     

Generalized variational principle on nonlinear theory of naturally curved and twisted closed thin-walled composite beams

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｓｔａｔｉｃａｎｄｄｙｎａｍｉｃｎｏｎｌｉｎｅａｒａｎａｌｙｓｉｓｉｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｌｙｃｕｒｖｅｄａｎｄｔｗｉｓｔｅｄｃｌｏｓｅｄｔｈｉｎ＿ｗａｌｌｅｄｓｌｅｎｄｅｒｂｅａｍｓ(ａｂｂｒｅｖｃｕｒｖｅｄａｎｄｔｗｉｓｔｅｄｔｈｉｎ＿ｗａｌｌｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｅａｍｓ)ｏｆｔｈｅｆｉｂｒｅ＿ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓｉｓｃｏｍｍｏｎｌｙａｎｄｍａｉｎｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄａｅｒｏｎａｕｔｉ…     

Solution of generalized coordinate for warping for naturally curved and twisted beams

A theoretical method for static analysis of naturally curved and twisted beams under complicated loads was presented, with special attention devoted to the solving process of governing equations which take into account the effects of torsion-related warping as well as transverse shear deformations. These governing equations, in special cases, can be readily solved and yield the solutions to the problem. The solutions can be used for the analysis of the beams, including the calculation of various internal forces, stresses, strains and displacements. The present theory will be used to investigate the stresses and displacements of a plane curved beam subjected to the action of horizontal and vertical distributed loads. The numerical results obtained by the present theory are found to be in very good agreement with the results of the FEM results. Besides, the present theory is not limited to the beams with a double symmetric cross-section, it can also be extended to those with arbitrary cross-sectional shape.