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.     

粘性介质上的悬臂梁在冲击载荷作用下的刚塑性动力响应

本文考虑了一个放置在粘性介质上的刚-理想塑性悬臂梁在自由端受冲击载荷时的小变形动力响应。具体讨论了线性粘性介质时矩形脉冲,线性衰减脉冲及瞬时冲击等加载情况,并与无介质解进行了比较,讨论了介质对梁的运动变形模式、最终挠度、能量吸性的影响。     

端头带有质量块的悬臂梁在冲击载荷下的两种剪切失效模型

剪切失效是强动载荷作用下结构失效的重要模式。本文给出了计及梁的转动惯量时端头带有质量块的悬臂梁结构受到冲击载荷作用后发生剪切失效的无量纲判据。分析表明，在初始速度间断面上是否发生剪切失效取决于质量块初始动能和质量块尺寸与梁厚之比，而与梁的长度无关。梁的转动惯量对于剪切失效具有不可忽略的影响。     

TiNi相变悬臂梁的横向冲击特性实验研究

利用改装的霍普金森压杆装置对TiNi形状记忆合金圆截面悬臂梁进行了横向冲击实验研究,并与45#钢悬臂梁的实验结果进行了对比,目的是探索相变对结构动态响应的影响。结果表明:在同样冲击条件下,TiNi悬臂梁的吸能效率优于钢悬臂梁;发现冲击过程中,TiNi试件根部内侧可能形成局部相变铰,使阻力曲线的斜率发生变化;卸载后相变铰消失,TiNi悬臂梁试件基本回复原状,钢试件则留下显著的残余变形。TiNi悬臂梁的冲击特性受热弹性马氏体相变和逆相变的支配,不同于传统的弹塑性机制。     

刚粘塑性圆环受法向冲击时的动力屈曲

本文研究刚粘塑性圆环受法向冲击时的动力屈曲，文中考虑了冲击过程中圆环厚度的变化，环向力的变化以及基本变形速度的变化。通过用数值方法求解扰动运动微分方程，结果表明，当规定了临界放大函数后，仅当冲击速度位于某一范围之内时，才会发生动力屈曲。     

端部受冲击作用的悬臂曲梁的实验研究

本文报导了具有不同端部质量的90°圆弧悬臂梁端部受冲击载荷的实验结果.实验中观察到梁在撞击后程短时间内有塑性区段从端部附近移向根部,梁变形达最大后有明显的反向甩动.变形后梁上各点曲率改变量在梁中部附近有极大值,在根部达最大值.实验结果与理想刚塑性模型的计算结果进行了比较.     

阶梯形悬臂梁在脉冲载荷作用下塑性动力响应的完全解

本文采用双塑性铰模型,分析了阶梯形悬臂梁自由端受矩形脉冲载荷作用时的刚塑性动力响应,给出了整个响应过程封闭形式的完全解,讨论了一些主要参数对最终挠度的影响。     

用双剪屈服准则对钢筋混凝土板进行塑性铰线的极限分析

利用双剪屈服准则建立了用机动法计算钢筋混凝土薄板极限载荷的新的塑性铰线理论,并导出了双向布置钢筋的钢筋混凝土板的屈服条件,实例计算表明其更符合实验结果.     

均布压力作用下圆弧双铰拱对称和反对称失稳的折迭突变和尖点突变模型

建立了径向均布压力作用下圆弧双铰拱正对称失稳和反对称失稳的折迭和尖点突变模型，模型可以很好地描述这两个失稳过程的各种性态，求解拱失稳时的临界荷载，给出拱屈曲后路径与荷载的初步关系。     

吸能包装模型结构的冲击响应

利用空气炮冲击实验对吸能包装结构的跌落过程进行模拟,进行了缩比模型的正撞和30°斜撞实验,针对模型实验进行了数值分析,获得了吸能包装结构模型在撞击过程中的应力分布和塑性变形,并将计算情况与实验结果进行了分析。结果表明：在撞击中吸能包装结构主要通过缓冲木材的塑性变形及外钢壳屈曲产生的塑性铰吸收能量,塑性变形主要集中于撞击端,而远离撞击端未见塑性变形;计算中木材本构参数采用顺纹方向压缩应力应变曲线具有一定的有效性。

     

ELASTIC-PLASTIC DYNAMIC RESPONSE OF A CANTILEVER BEAM SUBJECTED TO OBLIQUE IMPACT AT ITS TIP

By employing large deformation governing equations expressed in the form of finite difference, the dynamic responses of an elastic, perfectly plastic cantilever subjected to an oblique impact at its tip was numerically studied. Through analyzing the instantaneous distribution of the yield function （φ = ｜M/Mo｜ ＋ （N/No）^2）, bending moment and axial force during the early stage of the response, the elastic-plastic deformation mechanism and the influence of axial component of an oblique impact on the dynamic response of a cantilever beam were discussed. The present analysis shows that the deformation mechanism of an elastic-plastic cantilever subjected to an oblique impact consists of four phases, i.e. ‘the expanding compressed plastic region＇ mode; the ‘generalized traveling plastic hinge＇ and ‘shrinking plastic region＇ mixed mode; the ‘stationary plastic hinge＇ mode and ‘elastic vibration＇ mode. Compared with the two-phase deformation mode obtained by using the rigid, perfectly plastic approach, the mode of shrinking plastic region that occurred instantly after the oblique impact and the mode of stationary hinge were both confirmed. The primary features of the deformation mechanism are captured by both analysis methods. It has also been found that the beam＇s deformation is mainly controlled by the axial component of the oblique impact in the early phase of the dynamic response, the deformation mechanism is obviously different from the case of a transverse impact. With further development of the response, the axial component attenuates rapidly and gives negligible contribution to the yielding of the beam cross-section. At the same time, the bending moments along the cantilever develop gradually and dominate the beam＇s deformation. The numerical results indicate that the mass, impact speed and oblique angle are the important factors that influence the elastic-plastic dynamic response of a cantilever beam.     

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。     

ANALYSIS ON THE MAGNETO-ELASTIC-PLASTIC BUCKLING/SNAPPING OF CANTILEVER RECTANGULAR FERROMAGNETIC PLATES

An analysis of buckling/snapping and bending behaviors of magneto-elastic-plastic interaction and coupling for cantilever rectangular soft ferromagnetic plates is presented.Based on the expression of magnetic force from the variational principle of ferromagnetic plates,the buckling and bending theory of thin plates,the Mises yield criterion and the increment theory for plastic deformation,we establish a numerical code to quantitatively simulate the behaviors of the nonlinearly multi-fields coupling problems by the finite element method.Along with the phenom- ena of buckling/snapping and bending,or the characteristic curve of deflection versus magnitude of applied magnetic fields being numerically displayed,the critical loads of buckling/snapping, and the influences of plastic deformation and the width of plate on these critical loads,the plastic regions expanding with the magnitude of applied magnetic field,as well as the evolvement of deflection configuration of the plate are numerically obtained in a case study.     

刚体碰撞下直杆的塑性屈曲和后屈曲

研究了受刚体轴向碰撞直杆中塑性屈曲变形发展的机理.推导了增量形式的非线性动力方程,并用差分法求解,将特征值分析给出的初始局部屈曲位移作为方程解的初始条件.数值结果说明:随着轴向压缩波的传播,碰撞端附近发生的局部屈曲变形增长和向前传播,由半波形的初始模态发展成后屈曲高阶模态;在后屈曲变形的早期阶段无应变率逆转发生,切线模量理论适用于该阶段弯曲变形的计算.     

刚体撞块撞击弹性长杆的二次撞击分析

本文采用应力波特征线方法详细分析了刚体撞击固支的弹性长杆的撞击过程，指出当撞块质量和长杆质量的比值满足一定条件时，在第一次撞击过程结束后会发生第二次撞击。     

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。     

端头带有质量块的悬臂梁在冲击载荷下的剪切失效

以飞射物撞击构件引起破坏为工程背景,研究端头带有质量块的悬臂梁受到冲击载荷作用后发生剪切失效的可能性。分析表明:在初始速度间断面上是否发生失效取决于无量纲初始动能和质量块尺寸与梁厚之比,而与梁的长度无关;质量块的转动惯量对于剪切失效具有不可忽略的影响。     

静力预加载结构冲击屈曲的突变模型

基于突变理论给出静力预加载弹性结构冲击屈曲的准则,并将其用于处理Budian-sky-Hutchinson简单力学模型的冲击屈曲分析和受扭圆柱壳的冲击扭转屈曲分析,给出了临界载荷的求解公式。