任意四边形厚板的自由振动

本文用样条最小二乘法求解任意四边形厚板的自由振动问题,首先通过坐标变换将任意四边形区域映射为一单位正方形区域,然后用满足边界条件的五次样条函数作为试函数代人控制方程得到残值,用最小二乘法消去残值,导出求解固有频率的特征方程,并用子空间迭代法求得圆频率,数值算例表明,该方法收敛较快,精度较高。     

狭长短形截面杆自由扭转的材料力学解法

以往矩形截面杆自由扭转问题的解仅在弹必列车长学中查到，本文从材料力学的教学法和便于应用的观点重新分析了该问题，得到了其材料力学的解，当h/d≥6时，可以满足工程应用的精度要求。     

边界元分析薄板自由振动问题的一个近似方法

本文提出边界元法分析域内具有支承及集中质量的薄板自由振动问题的近似方法，该方法在利用基本解的基础上，将域内积分化为边界积分来处理，节省了工作量，文中计算实例结果表明，该方法的精度满足实际工程的要求。．     

狭长矩形截面杆自由扭转的材料力学解法

 以往矩形截面杆自由扭转问题的解仅在弹性力学中查到,本文从材料力学的教学法 和便于应用的观点重新分析了该问题,得到了其材力力学的解,当$h/b \ge 6$时, 可以满足工程应用的精度要求.     

混合边界约束多层矩形薄板的自由振动解析解研究

构造带有补充项的双重正弦傅里叶级数作为振型函数通解,来研究混合边界约束多层矩形薄板的自由振动特性。考虑振型函数中待定常数的物理意义,再结合多层矩形薄板的边界条件,简化得到了具体混合边界约束多层矩形薄板的振型函数。结合控制方程、未用的边界条件和协调条件,建立了求解频率的解析方程组,将其转化为广义特征值问题求其量纲为一的频率。选取参数计算并与文献结果进行了对比,二者吻合良好,证明了本文所采用方法以及提出通解的正确性。该通解不但可以满足多层矩形薄板的任意边界约束条件,而且其中的各个待定常数具有明确的物理意义,同时该通解也能用于研究多层矩形薄板的弯曲和稳定问题,从而使得多层矩形薄板问题的求解简单化、统一化、规律化。     

薄壁圆筒仓的自由振动

为了便于解出圆筒壳的内力起见,本文提出一种求解圆筒壳内力的简易方法,它利用惯性力的分量值代替外部荷载矢量Z的法向分量。本文中推出的频谱公式便于编程电算,最后用它计算工程实例。     

压电压磁圆柱壳的自由振动分析

本文基于三维弹性理论,结合状态空间理论和离散奇异卷积算法分析了压电压磁圆柱壳的自由振动问题．圆柱壳的厚度方向被作为状态空间理论的传递方向,同时应用离散奇异卷积算法对面内域进行离散．因此,初始的偏微分运动方程被转化为由一阶常微分方程构成的状态方程．离散奇异卷积算法的引入使得本方法可以处理不同边界条件,从而扩展了常规状态空间方法的应用范围．本文对数值算例的计算验证了此方法的有效性和精确度．     

弹性地基上四边自由Reissner矩形中厚板的有限积分变换法

将弹性地基视为Winkler模型,利用二维有限积分变换的方法推导出了弹性地基上四边自由矩形中厚板位移和内力的精确解.由于在求解过程中不需要预先人为选取位移函数,而是从弹性地基上中厚板的基本方程出发,直接利用有限积分变换的数学方法求出可以完全满足四边自由边界条件,弹性地基上矩形中厚板问题的精确解,使得问题的求解更加合理.最后通过计算实例验证了所采用方法及所推导出的公式的正确性.     

弹性地基上四边自由的矩形厚板

弹性地基上厚板的分析多年来是研究者感兴趣的一个问题,但是对于四边自由的问题却至今没有解决。这是因为要得到严格满足控制方程和边界条件的解是非常困难的。本文引入滑支边和广义滑支边的概念,应用叠加法完满地解决了这个问题,能得到任意精度的解答,并且求解并不比按薄板理论计算复杂。     

粘弹性Timoshenko梁的自由振动

本文利用Kelvin-voigt模型研究了粘弹性梁的横向自由振动.指出对于各向同性的粘弹性体,剪应力与角应变之间的关系应为: 据此导出了考虑剪切变形效应和转动惯量效应的粘弹性梁的运动微分方程,并求得了粘弹性简支梁固有频率的解析解。数值计算表明,对于高阶频率,剪切变形和转动惯量的影响均不可忽视,且剪切变形的影响更为重要。对于低阶频率,粘性的影响可以不加考虑。     

无单元法求解任意边界条件下的中厚板弯曲问题

本文用无单元法进行不同边界条件下的中厚板弯曲问题的求解,提出了构造其近似位移函数的三种形式的权函数,从变分原理出发导出了Mindlin-Reissner中厚板弯曲问题的控制方程,并编制了相应的计算程序。数值算例表明,无单元法用于中厚板弯曲问题是合理可行的,其结果具有相当高的精度。     

水中圆锥形柱腿的自振特性分析

水中圆锥形柱腿的抗弯刚度和分布质量沿柱高是变化的，液团交界面不是一个圆柱面，分析该系统的耦联振动有一定难度。本文基于线性自由液面条件和势流模型，采用干模态展开，深入研究了这类柱腿的弯曲自振特性。文中首先借助微分算子分解和变量代换求出相应的干模态，由于它是封闭解，从而给干模态展开研究湿模态问题带来极大的方便。然后再利用干模态的完备正交性，将求干模态空间里的主坐标变成一个低阶广义特征值问题。和有限元等数值方法相比，计算工作量小且精度高。     

利用无网格伽辽金法分析材料稳态蠕变问题

稳态蠕变是高温环境下材料的一个重要的考虑问题,它也是材料破坏的一种重要形式。由于存在划分网格,利用传统有限元法模拟稳态蠕变有一定的不足之处。作为一种新兴的数值模拟方法,无网格法不需要划分单元,只需将求解问题离散成独立的结点,计算过程可以局部细化。利用连续介质的虚功原理,将无网格伽辽金法应用于稳态蠕变的数值模拟,推导了稳态蠕变的无网格伽辽金法控制方程。利用罚参数来实现稳态蠕变的不可压缩条件和本质边界条件,能够保证求解过程中刚度矩阵的对称正定性。通过实例的计算结果表明,无网格伽辽金法在求解稳态蠕变时具有较高的计算精度,结果与理论解结果吻合,而且前后处理较为简单。     

FREE VIBRATION OF ANISOTROPIC RECTANGULAR PLATES BY GENERAL ANALYTICAL METHOD

According to the differential equation for transverse displacement function of anisotropic rectangular thin plates in free vibration, a general analytical solution is established. This general solution, composed of the composite solutions of trigonometric function and hyperbolic function, can satisfy the problem of arbitrary boundary conditions along four edges. The algebraic polynomial with double sine series solutions can also satisfy the problem of boundary conditions at four corners. Consequently, this general solution can be used to solve the vibration problem of anisotropic rectangular plates with arbitrary boundaries accurately. The integral constants can be determined by boundary conditions of four edges and four corners. Each natural frequency and vibration mode can be solved by the determinate of coefficient matrix from the homogeneous linear algebraic equations equal to zero. For example, a composite symmetric angle ply laminated plate with four edges clamped has been calculated and discussed.     

Free axisymmetric vibration of FGM circular plates

Based on the three-dimensional theory, this work presents a direct displacement method to investigate the free axisymmetric vibration of transversely isotropic circular plates, whose material is functionally graded and properties obey the exponential law along the thickness direction of the plate. Under two boundary conditions, the solution satisfies all basic equations and the Corresponding boundary condition at every point. Thus, it is three-dimensional exact. Numerical examples are presented and compared with previous works. The present method can also be extended to the case of arbitrary distribution of the material properties along the thickness direction of the plate.     

Free vibrations of rectangular orthotropic shallow shells with varying thickness

The paper proposes a numerical-analytic approach to studying the free vibrations of orthotropic shallow shells with double curvature and rectangular planform. The approach is based on the spline-approximation of unknown functions. Calculations are carried out for different types of boundary conditions. The influence of the mid-surface curvature and variable thickness on the behavior of dynamic characteristics is studied __________ Translated from Prikladnaya Mekhanika, Vol. 43, No. 6, pp. 102–115, June 2007.     

基于局部移动Kriging无网格方法的层合板自由振动分析

利用基于局部移动Kriging插值无网格法对层合板自由振动进行了数值分析,基于一阶剪切层合理论导出了层合板振动的控制方程和边界条件,进一步得到了自由振动的离散化特征方程。由于Kriging插值函数具有Kronecker delta函数性质,可以直接施加本质边界条件。通过本文给出的方法,对不同边界条件、不同跨厚比、不同材料参数和铺设角度的层合板的振动频率进行了计算,均得到满意结果。最后用该方法对层合板的铺设角度进行优化设计,得到了与已有文献完全一致的优化结果。数值结果充分表明了无网格Kriging方法分析层合板自由振动问题的有效性和高精确度。     

线性变厚度矩形薄板自由振动的精确解

基于小挠度薄板理论，采用Ｌｅｒｙ法结合Ｆｒｏｂｅｎｉｕｓ法构造的幂级数解，得到了两对边简支另两对边为ＳＳ、ＣＳ、ＦＦ支承的三种线性变厚度矩形薄板的自振频率随板的边长比及厚度比变化的精确解及其振型函数的解析表达式。     

A free surface finite element model for low Froude number mould filling problems on fixed meshes

The simulation of low Froude number mould filling problems on fixed meshes presents significant difficulties. As the Froude number decreases, the coupling between the position of the interface and the resulting flow field increases. The usual two‐phase flow model provides poor results for such flow. In order to overcome the difficulties, a free surface model that applies boundary conditions at the interface accurately is used. Moreover, the use of wall laws on curved boundaries also fails in the case of low Froude number flows. To solve this second problem, we combine wall laws with ‘do nothing’ boundary conditions. A special feature of our approach is that ‘do nothing’ boundary conditions are only applied in the normal direction. These two key ingredients together with the Level Set method allow us to simulate three‐dimensional mould filling problems borrowed directly from the foundry. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.