横观各向同性弹性半空间地基上正交异性矩形中厚板弯曲解析解

对横观各向同性体通解进行双重傅里叶变换,获得了直角坐标系下横观各向同性弹性半空间地基受任意竖向荷载作用下的位移积分变换解;在此基础上建立了板与地基的变形协调方程,并与三个广义位移变量描述的弹性地基上四边自由正交各向异性矩形中厚板的弯曲控制方程相结合,用三角级数法,得出横观各向同性弹性半空间地基上四边自由正交异性矩形中厚板受任意竖向荷载作用的弯曲解析解。相关算例分析表明,本文方法是有效的。     

弹性半空间地基上正交异性矩形板弯曲通解

本文先对受任意边界约束的正交各向异性矩形薄板,在各种形式荷载作用下的弯曲问题,构造了四次逐项可导的带有补充项的双重正弦傅里叶级数新通解.该解析解既不需要叠加,对不同的物性参数又不需要分类,而且待定系数少又具有明确的物理含义,这使得正交各向异性矩形薄板的弯曲问题求解统一化、简单化、规律化.然后将新通解与弹性半空间受任意竖向荷载作用下的静力位移积分变换解相结合,得出弹性半空间地基上受任意边界约束的正交各向异性矩形板,在任意竖向荷载作用下的弯曲解析解.本文还给出了算例分析,其结果与文献吻合良好,证明本文的方法是切实可行的.     

高速移动荷载下黏弹性半空间体的动力响应

分别以移动荷载和黏弹性半空间体模拟运动列车荷载和地基,分析了地基在运动列车作用下的动力响应.首先采用Green函数法求解黏弹性半空间体在各种移动荷载模式作用下的动力响应的解析解,包括恒常和简谐移动点源、线源和面源荷载.然后采用IFFT算法和自适应数值积分算法计算解析解中的二维积分,得到了包括低音速、跨音速和超音速移动荷载作用下位移的数值结果.最后分析了速度对位移的分布和最大值的影响,发现当速度大于Rayleigh波速时,位移发生显著变化.     

黏弹性半空间体内部作用水平力时的理论分析

研究假定半无限体为线性黏弹性介质,土体在内部水平集中力作用下的应力球张量和应变球张量之间符合弹性关系,而应力偏张量和应变偏张量之间符合三参数固体黏弹性应力应变关系.利用半空间体内部受水平向集中力的Mindlin弹性理论解,根据弹性--弹黏性相应原理,系统推导了水平集中力作用在半无限体内部时的应力与位移分量的黏弹性解.通过对应力与位移分量在拉氏域内的解答进行Laplace逆变换,给出了应力与位移分量的时域解.作为黏弹性解答的应用,基于上述解答给出了水平向均布荷栽下作用在半空间体内部时的黏弹性位移计算公式,并编制了便于工程应用的计算程序.结果验证与深埋锚板的算例分析表明,本文的理论解答对实际工程具有一定的理论及应用价值.     

旋转力偶作用下的半空间体及其解的非唯一性问题

本文给出了半空间体边界面上受旋转力偶作用时的解.并引用“集中力对”的概念解释了解的非唯一性问题.本文的结果对接触应力中存在旋转运动的问题的研究具有重要意义.     

弹性半空间中相邻两结构在SH波作用下的动力响应

1 问题的提出与求解考虑图1所示的圆筒地铁结构.设两个相邻圆筒沿oz 轴方向为无限长,其纵向轴线平行于地表,并具有相同的横截面,相同的埋置深度和由相同的材料构成.现论述在SH 波作用下如何采用边界元和波函数展开相结合的方法来求解其动力响应.设将半空间分成三个区域:R_1(包括R_1~Ⅰ和R_1~Ⅱ,分别表示左右圆筒),R_2和R_3.对区域R_3用波函数展开法求解,区域R_1和R_2则用边界元法求解,通过区域之间的位移、应力连续条件,求出各边界上的位移和应力,从而通过边界上的位移和应力值,求解各域内任意点的位移和应力.     

轴对称横观各向同性层状弹性半空间问题受力分析

本文从柱坐标系弹性力学基本方程出发,将位移场和应力场在径向进行Ｈａｎｋｅｌ变换,利用常微分主程求解原理,直接得出在轴对称荷载作用下横观各向同性半无限弹性空间的位移场,利用此结果推导出单层元的刚度矩阵。     

静刚性分布动力载荷下半空间的表面位移

本文用积分变换及Ｃａｇｎｉａｒｄ－Ｄｅ Ｈｏｏｐ方法获得静刚性分布脉冲载荷作用下半空间表面中心点位移的解析表达式。利用此闭合表达式可以进一步研究土五结构物的动力相互作用问题及动力接触问题。     

多层弹性半空间问题解的精确刚度矩阵法

利用二维Fourier积分变换和刚度矩阵法,得到了直角坐标系下多层弹性半空间问题的精确解.在推导的过程中,直接从空间弹性力学的基本方程出发,利用积分变换等数学手段,首先推导出了单层空间弹性问题的刚度矩阵,然后按有限元法组成总体刚度矩阵.通过求解由总体刚度矩阵所构成的代数方程和积分逆变换,就可解出在任意静荷载作用下多层弹性半空间问题的精确解.由于刚度矩阵中不含有正指数项,计算时不会出现溢出现象,从而克服了传递矩阵法的缺点.由于在推导过程中摒弃了应力函数的选择,使得问题的求解更加合理化.最后还给出了计算实例来证明推导结果的准确性.     

三维粘弹性层状半空间埋置集中荷载动力格林函数求解—修正刚度矩阵法

针对三维粘弹性层状半空间埋置集中荷载作用下动力响应计算,在柱面坐标下,结合径向Hankel和周向Fourier变换,提出了一种新的求解方法修正刚度矩阵法.方法首先固定荷载所在层的上下界面,在空间波数域内,由波动方程的特解和齐解叠加得到“固端”反力.进而放松两“固端约束”,利用直接刚度法容易求得各层面位移.荷载作用层内反应另需叠加上该“固定层”内解,其中特解部分积分由全空间解析解代替,由此解决了当接收点和源点作用水平面接近时异常积分收敛问题.算例分析表明,对于低频(可退化为静力状态)和高频问题,论文方法均具有很高的计算效率和精度.     

轴对称载荷下正交异性圆环壳的一般解

本文导出了在Kirchhoff假设下受轴对称载荷时、材料正交异性的圆环壳的复变量方程,给出了该方程的一般解,该解可用于α=a/R<1,其中a为环壳截面的半径,R为环壳的总体半径,文中并举例说明其应用,结果表明本文所提出的解是很有效的。     

弹性层内部有集中力的精确解

利用Ｈａｎｋｅｌ变换及矩阵理论，获得了位于水平刚性基础上的弹性层在其内部受垂直于边界的集中力作用了的精确率，推广了已有的结论。Ｋｅｌｖｉｎ解，Ｍｉｎｄｌｉｎ解及弹性层表面受集中的用的解都是其特殊情形下的结论。     

粘弹性力学的对应原理及其数值反演方法

积分变换是处理粘弹性混合边值问题的重要数学工具,积分变换的应用使粘弹性混合边值问题在象空间与相应弹性混合边值问题对应起来,从而使粘弹性混合边值问题的求解可以继承和借鉴弹性问题的求解方法,再利用积分反演方法就可求得时间域粘弹性边值问题的解．本文结合国内外的研究成果,就粘弹性力学中存在的各种对应原理及数值反演方法进行了归类和总结．结合在求解粘弹性边值问题中的应用,对各类方法的特点进行了评述,并指出存在的问题及发展新的数值方法的研究重点．      

对称截面梁在弯扭时的弹性接触分析

本文对不同刚度、不同长度、不同支承条件的具有对称截面的重叠梁,在任何载荷作用下产生的弯扭变形而引起的接触问题进行了分析,导出了单侧线接触、双侧线接触时的压力分布规律及点接触定理;给出了一个静不定梁算例,当外载变化时将出现单侧接触区、双侧接触区与点接触的复杂情况,而数值计算描述了当外载增长时接触区与反力变化的发展过程。     

端承粘弹性桩纵向振动的轴对称解析解

将桩和土体视为粘弹性介质,在频率域求得了桩轴对称纵向振动时动力响应的解析解,进而得到桩头复刚度的解析表达式.通过数值计算,给出了桩头动刚度因子和等效阻尼随激励频率的响应,考察了土层粘性、桩长径比、桩土模量比、桩泊松比和粘性等参数对桩头刚度因子和等效阻尼的影响.研究表明:由于考虑了桩的径向变形效应以及土层对桩的径向力作用,轴对称解析解的桩头动刚度因子和等效阻尼与经典Euler杆模型桩的桩头动刚度因子和阻尼有较大区别.因此,经典Euler杆模型桩的适用范围具有一定的局限性,在若干情形下应采用基于三维粘弹性的桩纵向振动轴对称模型进行分析.     

矩形梁受分布荷载的辛解答

在弹性力学平面直角坐标辛体系中,采用分离变量法,放弃齐次边界条件,得到了矩形梁侧边受幂函数形式分布荷载问题的辛解答,给出了这类问题在辛体系中的一般解法,分别对矩形梁受法向和切向分布荷载的问题进行了求解,显示了此方法的有效性.辛解法采用对偶的二类变量进行求解,可同时给出位移和应力;由于辛解法能较好地处理各种边界条件,因此不仅能求解静定问题,也能直接求解静不定问题.     

粘弹性时变体的损伤演化理论与分析

探讨物体形状变化而引起体内损伤演化的损伤力学课题给出了粘弹性时变体损伤力学的基本方程,并对时变体损伤场及位移场的时空变化规律以及时变效应作出定量分析,同时论证了岩土工程施工分析中应用时变力学理论与方法的必要性.     

EFFECT OF SURFACE ENERGY ON DISLOCATION-INDUCED FIELD IN HALF-SPACE WITH APPLICATION TO THIN FILM-SUBSTRATE SYSTEMS

In this work the elastic field of an edge dislocation in a half-space with the effect of surface energy has been obtained. The elastic field is then used to study the image force on the dislocation, the critical thickness for dislocation generation in epitaxial thin films with strain mismatch and the yielding strength of thin films on substrates. The results show that the image forces on the dislocation deviate from the conventional solutions when the distance of the dislocation from the free surface is smaller than several times of the characteristic length. Also due to the effect of surface energy, the critical thickness for dislocation generation is smaller than that predicted by the conventional elastic solutions and the extent of the deviation depends on the magnitude of mismatch strain. In contrast, the effect of surface energy on the yielding strength for many practical thin films can be neglected except for some soft ones where the characteristic length is comparable to the thickness.