含切口悬臂梁的大变形塑性冲击动力响应

本文分析了含切口的悬臂梁受飞射物撞击的刚塑性动力响应的完全解,推导了考虑几何大变形效应的“双铰模式”的动力学方程,给出了计算方法和计算结果,最后讨论了耗散能的分配和切口对梁最终变形的影响。     

结构塑性动力响应当前的研究进展和重点

本文从结构塑性动力响应的工程背景和研究特点出发,简要介绍了此学科当前的研究进展和重点。主要评述了国内外学者所关注的一些基本理论问题和研究方法。同时也提出了数值分析和近似方法中尚待解决的问题。     

结构的塑性动力响应(二)

两端受约束的梁的动力响应 1.轴向不受约束的简支梁 在前几节中,我们着重讨论了悬臂梁,本节要研究当梁的两端受到约束时会出现什么新问题。     

弹塑性悬壁梁结构动力响应中的弹性效应

本文提出由一组质量－弹簧构成的力学系统来研究弹塑性悬壁梁的动力响应问题，其数值结果与有限元解吻合得相当好，这种简化模拟能够反映出梁动力响应中的本质特性，还特别显示出梁中弹性对弯矩分布和能量耗散的影响，提供了很有价值的计算结果。     

固支加筋方板的大挠度塑性动力响应

本文详细分析了爆炸载荷作用下固支回筋方板的大挠度塑性动力响应，给出了各种可能的运动模拟以及相应的差别条件，导出了最大残余变形的计算式，与文献［３］的试验结果比较表明，在多数情况下符合良好。     

弹塑性悬臂梁结构动力响应中的弹性效应

本文提出由一组质量－弹簧构成的力学系统来研究弹塑性悬臂梁的动力响应问题，其数值结果与有限元解吻合得相当好，这种简化模型能够反映出梁动力响应中的本质特性，还特别显示出梁中弹性对弯矩分布和能量耗散的影响，提供了很有价值的计算结果．     

受冲击作用弹塑性圆板动力响应的弹性效应

利用有限差分离散微分方程进行计算分析,研究冲击载荷作用下弹塑性圆板的早期动力响应,通过对瞬态径向弯矩分布规律的细致分析,阐明弹塑性固支圆板响应过程中弹性效应对其变形历史的影响.研究表明:弹塑性响应过程可划分为八个阶段,对应的变形模式为:“单铰圆模式”,“双铰圆模式”,“五铰圆模式”,“四铰圆模式”,“三铰圆模式”,“双铰圆模式”,“双驻定铰圆模式”,“弹性振动模式”.与刚塑性分析所假定的三相的变形模式比较,弹塑性响应分析证实了固支边界“驻定塑性铰圆”的存在性.虽然刚塑性分析所假定的第一相位移响应模式并不存在,但第二相和第三相响应模式则得到了证实.由于这两相及相应弹塑性分析的两个阶段持续时间都较长,因而也肯定了刚塑性分析所假定变形模式的主要特征.弹性效应对于板内“移行铰圆”的影响比较大,它不但使“移行铰圆”出现“回退”现象,还使得“移行铰圆”的个数增加到三个;对于圆心处的“塑性铰圆”,弹性效应则使得它的符号出现由负向到正向的反复变化.因此,弹性效应对弹塑性板的变形历史影响十分明显.     

Lee极值原理与结构的大挠度塑性动力响应

本文介绍了利用Lee 极值原理确定结构的大挠度塑性动力响应的数值方法,给出了在均布冲击载荷作用下的理想刚塑性门形框架的大挠度进化模态解,指出如果模态形式取得合适,可使进化模态解接近于真实解.这样得到的门形框架的大挠度模态解与文献[8]中的实验结果和文献[9]中的大挠度完全解都符合得很好.     

粘弹性大变形动力响应的有限元分析

本文基于Ｔｏｔａｌ Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ增量叠加方法，采用Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ应力增量和Ｇｒｅｅｎ应变增量表示的动力虚功方程和Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ应力－Ｇｒｅｅｎ应变的单积分型本构关系，导出粘弹性大变形的动力变分方程。依此采用Ｎｅｗｍａｒｋ法和八节点轴对称等参数元与二十节点三维等参数元编制了轴对称及三维问题的动力响应计算程序，典型例题的计算结果表明分析符合结构的物理性质。     

端部受斜撞击作用悬臂梁的弹塑性动力响应模式

基于大变形动力控制方程并利用有限差分离散分析,研究了斜撞击作用下弹塑性悬臂梁的动力响应.通过对屈服函数以及弯矩、轴力在动力响应过程中分布规律的分析,阐明了斜撞击下悬臂梁的弹塑性动力响应模式和斜撞击的轴向分量对变形机制的影响.研究表明,弹塑性响应过程可划分为四个阶段,对应的变形模式为:"压缩塑性区扩展"模式,"广义移行塑性铰"和"压缩塑性区收缩"混合模式,"驻定塑性铰"模式,"弹性自由振动"模式.与刚塑性分析所假定的两相变形模式比较,弹塑性响应分析证实了响应早期的瞬态轴向压缩模式和梁根部"驻定塑性铰"模式的存在性,肯定了刚塑性分析所假定变形模式的主要特征.斜撞击的轴向分量在撞击发生的瞬时主导了梁的变形,使梁呈现同承受横向冲击明显不同的变形规律.随着响应的深入,轴向分量迅速衰减,其对截面屈服的贡献非常微弱,由横向分量引起的弯曲挠动在大部分时间内主导和控制梁的变形.数值计算结果表明,斜撞击载荷的质量、撞击速度和角度是影响梁动力响应的重要因素.     

简支方板在弹性基础上的塑性动力响应

用加权残值法中的矩量法解简支方板塑性动力响应,分析弹性基础对方板塑性动力响应的影响,解出了弹性基础上方板残余挠度和终止运动时间。     

Anomalous behavior revisited: Dynamic response of elastic-plastic structures

Based on the minimum principle of acceleration in the elastic-plastic continua under finite deformation, the dynamic response of an elastic-perfectly plastic pin-ended beam subjected to rectangular impulse loading is studied with the help of a numerical approach. The calculated results once again show the anomalous behavior of the beam during its response process, which was previously found in [1]. By carefully analyzing the instantaneous distribution of the bending moment, the membrane force, the curvature and displacement during the response process, it is concluded that the interactive effect between the geometry and materials nonlinearities of the structure is the key reason for leading to the anomalous behavior. This will be helpful for clarifying some misunderstandings in explaining the problem before. Project supported by the National Natural Science Foundation of China.     

基于最小加速度原理分析点阵材料夹芯梁的弹塑性动力响应

以Lee的有限变形弹塑性连续体的最小加速度原理为基础,结合有限差分法建立了两端铰支轴向不可移的四棱锥夹芯梁受到横向均布冲击载荷时的动力学控制方程,并且考虑了横向剪切效应.通过对简支梁进行弹塑性动力响应数值计算和分析,证明了四棱锥夹芯梁的抗冲击性能明显优于相同质量的实心梁,芯层杆元与面板的夹角对夹芯梁的抗冲击能力有显著影响.所得结果对点阵材料夹芯梁的设计和优化有参考价值.     

弹塑性球形薄壳在冲击载荷作用下的动力分析

通过曲面弯曲的等度量变换，给出了受冲击球壳的变形模态；接着，分别假定材料力弹性或刚塑性，基地能量守恒，得到了壳本和撞击体在运动过程中控制方程；最后，对所得到的控制方程进行了数值求工与实验数据作了比较，发展二者具有较好的一致性。     

冲击作用下刚塑性拱的大变形响应分析

本文对受集中冲击作用的深圆拱的刚塑性动力响应进行了理论分析和数值计算，用瞬时构形法得到了问题的全程解，提出发生反向弯曲的必要条件和反向弯曲变形的近似分析方法，确定了反向弯曲出现的临界冲击速度范围，并讨论质量比，能量比和支承条件对结构的响应时间，塑性形区域和最变形的影响。本文理论分析结果与实验数据吻合。     

载荷作用区域对刚塑性简支梁动力响应的影响

本文研究了载荷作用区域大小对刚塑性简(固)支梁塑性动力响应的影响,得到了中、高载界限值的表达式,并对它进行了详细的讨论。文中还给出了中载和高载情况时各相的具体解答。     

梁在纯弯曲力矩作用下的动态塑性断裂

本文采用刚塑性分析方法,研究了带裂纹有限长韧性材料梁在纯弯曲力矩作用下的动态塑性断裂过程,本文考虑了由于断裂引起的附加轴向力对断裂过程的影响,并在分析中考虑了应变率对断裂过程的影响。文章给出了断裂过程中断裂截面上弯曲力矩和轴向力随时间的变化规律,以及裂纹长度,裂纹扩展速度和加速度随时间的变化规律。