无穷远处Ⅲ型均布荷载与集中荷载作用下应变加强层连接唇形裂纹的解析解

通过对保角映射及解析延拓的应用,获得了无穷远处Ⅲ型均布荷载和集中荷载作用下,连接在唇形裂纹面上的内埋应变加强层的级数形式应力解析解．分析了材料匹配、界面连接及几何特征对界面应力的影响,研究发现对于不同的荷载形式,合理的材料匹配、连接及几何特征能够有效地减少应力集中和界面应力．     

复合多层介质在可变温度和集中荷载作用下的位移和应力

研究了多层介质中的热弹性位移和应力.多层介质具有不同厚度,各层又具有不同的弹性性质,最上层表面上作用热荷载和集中荷载.假设各层分别是均匀、各向同性弹性材料,各层相关的位移分量是轴对称的,对称轴为各层表面的垂线.因此,各层应力函数满足无体力的单一方程.利用积分变换法求解了该方程,对由任意多个层数构造的多层介质,给出了其相应层数基础热弹性位移和应力的解析表达式.并对3层介质和4层介质时的数值结果进行了比较.     

各向异性液体-多孔饱和介质在机械荷载作用下的弹性动力分析

将一个各向异性液体-多孔饱和介质的弹性动力分析,归结为一个横观各向同性液体-多孔饱和介质在机械荷载作用下的变形问题.自然界中有些物理问题,仅在一个方向发生变形,例如,与变形结构和变形柱有关的问题.土力学中,通常假设只有竖向沉降,从而归结为一维多孔弹性模型.采用各向异性液体-多孔饱和介质的一维变形模型,研究了在不同时间和距离下扰动的变化.给出了在不同类型荷载作用下,介质的各向异性对位移分布和应力分布的影响.     

热荷载作用下薄板的优化设计

板壳结构是一大类广泛使用的结构元件.在热荷载作用下,当热膨胀受到约束时,板壳结构产生内力及挠度,严重时影响结构的正常服役.由于热荷载的特殊性,简单地均匀加大板壳结构的厚度并不能有效地减少热变形和热应力,热结构设计因此特别困难.该文研究在给定材料体积的条件下,通过优化板壳结构的厚度分布来减少弹性薄板结构在热载荷下的变形.以结构的变形能为优化目标,在给定材料体积的条件下,建立了设计板壳结构厚度分布的优化问题列式,并采用变分法,推导出优化准则,给出了修改厚度的迭代公式.应用商用有限元软件的热结构分析功能,对程序进行二次开发,从而实现该优化算法.算例结果表明,采用该方法优化弹性薄板的厚度分布,可以大幅度地减小结构热变形,是一种有效的热结构设计方法.     

宽翼缘组合梁结构剪滞效应计算分析与试验研究

剪滞效应将导致钢-混凝土组合梁翼缘板纵向正应力沿翼板宽度方向分布不均,从而产生不利的横向裂缝.因此,有必要深入研究剪滞效应对宽翼缘组合梁结构的作用机理,以便加以防范.根据组合翼板微元的变形协调条件和平衡微分方程,建立了薄壁双箱组合梁翼板横截面法向应力微分方程.在考虑两端简支的边界条件下,利用解析解法求得其解析应力解.最后给出算例,通过与室内试验结果进行比较,表明该文方法具有较好的精度和实用性.     

功能梯度梁在热-机械荷载作用下的几何非线性分析

基于经典梁理论，运用虚功原理和变分法推导了均匀变温场与横向均布荷载联合作用的功能梯度梁的几何非线性控制方程.考虑端部不可移夹紧边界条件，运用打靶法求解了该两点边值问题.当横向均布荷载为0时，考察了功能梯度梁的热屈曲临界升温和屈曲平衡路径.当均匀变温与横向均布荷载都不为0时，考察了功能梯度梁的荷载 挠度曲线.数值结果表明:随材料体积分数指数增加，梁的有量纲热屈曲临界升温显著减小，后屈曲变形显著增加；变温对功能梯度梁的荷载 挠度曲线影响非常显著.发现了功能梯度梁的双稳态构形及其转换现象，梁的最终平衡位形不但与变温及荷载参数有关，还与加载历程有关.     

剪切荷载作用下圆孔孔边裂纹的解

基于复变函数的方法,研究了在无限远处剪切荷载作用下,含两个径向不等边裂纹圆孔无限大板的平面问题,得到了应力函数和应力强度因子的解析解.通过算例,给出了通过应力函数得到的应力分量沿坐标轴方向和孔边的分布,同时给出了裂纹尖端的应力强度因子.可以看出,应力分量在裂纹尖端、孔附近变化剧烈,离缺陷稍远处趋于所加荷载,符合Saint Venant(圣维南)原理.另外,通过有限元计算了以上数值结果,与解析解的结果进行对比,吻合较好,说明了理论公式推导的正确性.     

偏心冲击荷载作用下薄圆板动力学响应的保结构分析

关注动力学系统的局部几何性质,采用多辛分析方法研究了偏心冲击荷载作用下薄圆板振动特性.在探索偏心冲击荷载作用下薄圆板振动问题动力学控制方程的对称性和守恒律的对应关系基础上,对动力学控制方程在多辛体系下重新描述,并采用显式中点差分离散方法构造其多辛格式,通过对存在不同相对偏心距冲击荷载作用下的薄圆板振动过程的数值模拟,研究了相对偏心距对薄圆板振动特性的影响,同时,数值模拟结果也充分体现了多辛算法的良好保结构性能.该研究结果不仅为由于荷载作用位置误差带来的动力学响应偏差估计提供了依据,而且为偏心冲击动力学问题的研究提供了新的途径.     

变温度荷载作用下半无限成层饱和介质的热固结分析

对半无限成层饱和多孔介质作用随时间变化的温度荷载的热固结问题进行解析求解．其中,热-水-力耦合线性弹性控制方程考虑了热渗效应和等温热流效应的影响．先采用Laplace变换求其在变换域上的解,然后用数值方法求逆变换．对半无限体表面作用呈指数衰减热荷载的双层体系进行研究,分析了两层介质热固结系数、弹性模量等的差异性对热固结特征的影响．研究表明:位移场和应力场对温度场的耦合作用可以忽略,而热渗效应对温度和孔压有显著影响．     

冲击荷载作用下水中悬浮隧道的位移响应

建立冲击荷载作用下悬浮隧道的动力学模型,将悬浮隧道简化为等距离弹性支撑梁,通过Galerkin(伽辽金)法求解悬浮隧道的振动位移方程,数值模拟悬浮隧道跨中时程响应,分析张力腿竖向刚度、冲击物质量、冲击速度对悬浮隧道跨中位移的影响.结果表明:冲击荷载作用下,张力腿竖向刚度对悬浮隧道位移响应的影响显著,但具有极限性.其次,冲击物质量和冲击速度也会显著影响悬浮隧道的跨中振动位移.研究结论为未来悬浮隧道的研究和建设提供重要的理论参考.     

集中载荷作用下层合厚圆板的轴对称弯曲

从三维弹性力学基本方程出发,建立了横观各向同性层合圆板轴对称弯曲问题的状态方程,并将板面的集中载荷展成付里叶贝塞尔级数,从而给出问题的解析解,此解满足弹性力学全部方程,计及了所有独立的弹性常数,并满足层间连续性条件。     

集中载荷作用各边上任一点被支承的矩形板弯曲

应用功的互等定理求解在集中载荷作用下各边上任一点被支承的矩形板弯曲,给出了其精确解及算例.     

求解集中载荷作用下悬臂板的挠曲方程

应用功的互等定理,求解了悬臂厚矩形板在集中载荷作用下的挠曲面方程;同时也通过编程计算给出了具有实际价值的计算结果,进一步证明了应用功的互等法求解厚矩形板的正确性和优越性.     

在—集中载荷作用下斜边自由的三角形板弯曲

本文应用功的互等定理研究了在—集中载荷作用下斜边自由两边固定的三角形板弯曲问题.该法简单、通用.     

联合载荷作用下压杆稳定性分析

利用数学分析的基本知识建立了联合载荷作用下压杆的一般控制方程.基于两点边值问题的打靶法计算了悬臂梁在某些特定联合载荷作用下的后屈曲载荷.通过与T im oshenko用椭圆积分法所得结果进行比较,证明了方法的可行性.     

均布载荷作用下各向异性固支梁的解析解

针对均布载荷作用下的各向异性梁在两端固支条件下的平面应力问题,给出了一个求解应力和位移解析解的方法．该方法构造了一个含待定系数的应力函数,通过Airy应力函数解法,给出了含待定系数的应力和位移通式．对固支端边界条件采用两种处理办法．利用应力和位移边界条件,确定应力函数中的待定系数,得到了应力和位移的解析表达式．结果表明,该解析解与有限元数值结果相比,两者较为吻合．该解析解是对弹性理论中相关经典例题的补充．     

爆炸荷载作用下地下复合结构动力分析

在地下抗爆结构的合理选型中,为了改善结构截面的受力状态,使截面各部位的材料强度得到充分的发挥,提出了复合结构的研究方法;采用微段隔离体分析的方法,给出了复合结构的平衡方程、约束方程和变形协调方程,利用广义功的概念直接引入物理意义明确的Lagrange乘子,应用变分方法证明了所构造的广义泛函的正确性．通过算例提出了复合结构截面合理的刚度匹配关系．     

外部压力作用下复合材料层合圆柱壳的脱层扩展分析

含脱层的层合圆柱壳在承受外部压力作用时,容易发生脱层扩展,进而引起结构失效．基于可动边界变分原理并考虑脱层间的接触效应对圆柱壳在外部压力作用下的脱层扩展进行了分析,同时应用Griffith准则,导出了脱层前缘各点处的能量释放率表达式,且以轴对称脱层层合圆柱壳为例进行了数值计算,讨论了脱层大小、脱层深度、几何尺寸、材料性质及纤维铺层方式等因素对脱层扩展的影响．     

复合材料旋转壳非线性稳定性分析计算

利用前屈曲一致理论和能量变分法分析计算了复合材料旋转壳非线性稳定性.前屈曲应变-位移关系采用非线性的卡门方程,能量积分采用数值积分,用势能最小原理求解前屈曲位移和内力,提出了求解临界载荷的实用计算方法,用FORTRAN语言编制了相应的计算机程序,并给出了算例.