有限宽长板中的单边裂纹对反平面剪切冲击的弹性动态响应

本文研究了含边裂纹的有限宽弹性长板条在反平面剪切冲击作用下的瞬态响应.考虑了两种情况,1.两边自由,2.板的一边自由,另一边固定.用Laplace和Fourier变换将问题化为在Laplace变换域内求解第一类Cauchy型奇异积分方程,并给出了动态应力强度因子和裂纹张开位移的数值结果。     

粘弹性基支粘弹板轴对称问题的动力响应

本文讨论粘弹性半空间地基上粘弹性圆板受轴对称载荷时的动力响应,将问题化为在Laplace变换空间中的第一类Fr积分方程,通过数值解和进行数值逆变换求得问题的解答。     

变截面梁动力响应的频域传递矩阵计算方法

为提高变截面梁振动分析的计算效率,提出了基于频域传递矩阵法的动力计算算法．首先,选择线速度、角速度、弯矩和剪力作为求解变量,通过Laplace变换将变截面梁的动力响应时域偏微分方程转换为频域常微分方程;然后,通过求解频域方程并结合协调和边界条件建立变截面梁的频域传递矩阵;通过构造傅里叶级数展开形式的时域响应函数,对变截面梁传递矩阵方法求解的频响函数进行Laplace逆变换,建立了变截面梁的固有特性计算和时域瞬态响应计算方法,最后,借助数值仿真软件,开发了变截面梁动力响应分析的计算程序．完成对算例的仿真计算和分析,并与有限元计算结果进行对比,数值结果验证了该方法的正确性和有效性．     

加筋板弹性大挠度的冲击响应分析

用半解析的方法分析了横向冲击载荷下加筋板的非线性瞬态响应。考虑膜力的存在 ,忽略筋截面上的剪切应力 ,引入板的应力函数 ,采用离散加筋板模型 ,运用能量原理建立加筋板的动响应控制方程。假设挠度为双级数形式 ,运用迦辽金法 ,将加筋板的动响应方程转化为一个多自由度的动力系统 ,采用数值方法来求解。最后给出了几个模型的计算结果。     

运动分布荷载作用下弹性地基上无限大板瞬态响应

基于坐标变换和线性系统叠加原理，首先建立了用于处理运动荷载作用下的板的动力响应的积分表示公式——广义Ｄｕｈａｍｅｌ积分；然后利用积分变换方法求得了板的位移脉冲响应函数，并且得到了运动分布荷载下弹性地基上无限大板瞬态响应的精确解。该解答对于无限大板精确成立，而对于有限尺寸板，则在一定时间内精确成立，并且给出了时间界限的估计值。     

粘-弹层合悬臂板瞬态响应的近似解析解

采用双向梁函数组合级数逼近的方法构造粘-弹层合悬臂板的横向位移函数,用里兹法得悬臂板在集中力作用下的弯曲变形。用拉格朗日方程求出了板自由振动的频率和结构损耗因子;给出粘-弹层合悬臂板在集中力突然撤去以后瞬态响应的近似解析解。另外,分析了阻尼层损耗因子、弹性模量及厚度对响应的影响。     

多参数弹性地基上自由板的变分原理及其应用

本文提出了一种多参数弹性地基模式,它是Vlazov 双参数模式的自然推广;并给出了多参数弹性地基自由板的一般变分原理.文中着重讨论了 Ki-rchhoff 板理论中变分原理的几种具体形式,其中改进的原理可有效地用于近似计算,通过具体数学例子说明其有效性.     

地震波激励下土与结构的动力边界单元法分析

以连续介质力学和弹性波动理论为基础,在Laplace积分变换域内推导了地震波激励下土与结构的多子域边界积分-边界单元方程,采用了一系列特殊的数值积分处理技术;根据随机过程原理以及基于基岩面运动的地震力理论建立了随机地震波数学模型;提出了一种新的Laplace数值反演变换方法,并引入了最小标准误差原理,实现了Laplace反演变换中各控制参数的最优化关联值,使计算精度与计算速度均有较大的改进和提高;编制了相应的计算机程序,并通过几个土-结构的地震响应算例分析,证实了方法和程序的可行性与有效性。     

变截面阻抗桩纵向振动问题积分变换解

利用拉普拉斯（Laplace)变换,将变截面阻抗桩振动的时域定解问题转换到频域的形式,求得了关于桩顶位移响应及速度响应的传递函数,然后利用求留数的方法求得了桩土系统的脉冲响应函数,利用脉冲响应函数求得了多种不同激振波形条件下（稳态正弦激励,瞬态半正弦激振及叠加有高频干扰波的瞬态半正弦激振等）的桩顶速度响应的表达式,并对桩土系统的频域特性作了深入的研究,得到了许多重要的结论。此外还将稳态正弦激振、态半正弦激振条件下的解与有关文献所采用分离变量法得到的解进行了对比,为两者的正确性提供了重要的证明。     

论多参数弹性地基自由板的变分原理及其应用

本文从弹性地基表面的“三广义位移”理论出发,提出了一种多参数弹性地基模式;这种弹性地基模式是Winkler或Vlazov~[1]模式的推广。在本文中给出了多参数弹性地基上自由板的变分原理一般形式,并着重讨论了它在Kitchhoff板理论中的几种具体形式。通过简单算例表明,这些变分原理用于近似计算是比较有效的。     

Vibrations of highly prestressed anisotropic plates via a numerical-perturbation technique

The method of matched asymptotic expansions is used to reduce the problem of the transverse vibrations of a highly prestressed anisotropic plate into the simpler problem of the vibration of an anisotropic membrane with modified boundary conditions that account for the bending effects. In the absence of an exact solution the membrane problem can be solved by any well-known numerical technique. The numerical-perturbation results for a clamped circular plate with rectangular orthotropy and a uniform tensile stress applied on its boundary show an excellent correlation with finite-element solutions for the original problem. Furthermore, the solutions obtained for annular plates form the basis for solutions to problems involving near-annular plates.     

Reduced-order models for microelectromechanical rectangular and circular plates incorporating the Casimir force

We consider the von Kármán nonlinearity and the Casimir force to develop reduced-order models for prestressed clamped rectangular and circular electrostatically actuated microplates. Reduced-order models are derived by taking flexural vibration mode shapes as basis functions for the transverse displacement. The in-plane displacement vector is decomposed as the sum of displacements for irrotational and isochoric waves in a two-dimensional medium. Each of these two displacement vector fields satisfies an eigenvalue problem analogous to that of transverse vibrations of a linear elastic membrane. Basis functions for the transverse and the in-plane displacements are related by using the nonlinear equation governing the plate in-plane motion. The reduced-order model is derived from the equation yielding the transverse deflection of a point. For static deformations of a plate, the pull-in parameters are found by using the displacement iteration pull-in extraction method. Reduced-order models are also used to study linear vibrations about a predeformed configuration. It is found that 9 basis functions for a rectangular plate give a converged solution, while 3 basis functions give pull-in parameters with an error of at most 4%. For a circular plate, 3 basis functions give a converged solution while the pull-in parameters computed with 2 basis functions have an error of at most 3%. The value of the Casimir force at the onset of pull-in instability is used to compute device size that can be safely fabricated.     

THERMAL BUCKLING ANALYSIS OF CIRCULAR PLATE EMBEDDED IN AN INFINITE ELASTIC PLATE 1)

分析了嵌入无限大弹性板中的圆板在变温时的热屈曲问题。由于圆板的热膨胀系数与无限大弹性板的热膨胀系数不同,温度变化时圆板中会产生压应力。当压应力达到其临界值时,圆板会发生热屈曲。首先,基于弹性力学平面应力问题的基本理论,得到圆板和无限大弹性板的应力和位移;然后建立圆板热屈曲的控制微分方程,求得临界屈曲温度的解析解和数值解,着重讨论圆板和无限大弹性板的材料物性参数的关系对圆板临界屈曲温度的影响。     

功能梯度压电圆板自由振动问题的三维精确分析

本文对周边为广义刚性滑动和广义简支两种边界条件下的功能梯度压电材料圆板自由振动问题进行分析。根据轴对称横观各向同性压电材料基本方程,并利用有限Hankel变换得到了功能梯度压电材料圆板的状态空间方程。假设材料的机械和电学性质均沿板厚方向按统一的指数函数形式梯度分布,从而获得了周边为广义刚性滑动和广义弹性简支两种边界条件下功能梯度压电圆板自由振动问题的三维精确频率方程,该方程是一个关于自由振动频率的超越方程,通过求解该超越方程可得到在不同板厚以及不同的材料性质梯度变化情况下的圆板自由振动频率值,结果表明在相同的材料性质梯度变化情况下频率均随着板厚增加而增大,而在相同的板厚情况下频率则随材料性质梯度变化指数的增大而减小的结论。     

功能梯度中厚圆/环板轴对称弯曲问题的解析解

基于一阶剪切变形板理论，导出了热/机载荷作用下，位移形式的功能梯度 中厚圆/环板轴对称弯曲问题的控制方程，获得了问题的位移和内力的一般解析解. 作为特 例，分别研究了边缘径向固定和可动的夹紧和简支的4种实心功能梯度圆板，给出了它们的 解，并分析了热/机载荷作用下解的形态，讨论了横向剪切变形、材料梯度常数和边界条件， 对板的轴对称弯曲行为的影响.     

带附加质量块的压电圆板能量采集器振动分析

基于圆板的压电能量采集技术在取代化学电池为低功耗电子器件提供能源方面具有巨大的潜能. 本文通过理论建模和数值仿真研究了考虑附加质量接触面积的压电圆板能量采集器的采集性能. 首先, 基于基尔霍夫薄板理论, 用广义哈密顿原理推导了带附加质量块的压电圆板能量采集器的机电耦合方程, 并用伽辽金法对方程近似离散, 通过离散方程得到电压、功率输出和最优负载阻抗的闭合解. 用有限元仿真对所提出的理论模型进行了验证, 结果表明该理论模型可以成功地预测压电圆板能量采集器输出电压和功率. 最后, 基于闭合解探讨了负载阻抗、附加质量块、压电圆板的内外半径等相关参数对压电圆板能量采集器固有频率、输出电压和功率的影响. 结果表明, 当质量块与复合板的接触半径足够小(本文中接触半径小于板半径的1/14)时, 质量块与复合圆板的接触面积可以忽略; 相较于无孔的压电片, 内径位于2.5 ~ 4 mm范围内的压电片可以提高能量采集器的采集性能; 附加质量、压电片外径和负载阻抗的合理选择既可以降低压电圆板的固有频率, 还可以提高其采集性能.      

Mindlin??s Problem for a Halfspace Indented by a Flexible Plate

The paper deals with a contact problem for an isotropic elastic halfspace indented by a flexible circular plate and simultaneously subjected to a Mindlin-type axial force. The approach adopted is to solve the contact problem for the flexible circular plate and the elastic halfspace; this serves as the auxiliary solution to examine, via the Maxwell-Betti reciprocal theorem, the influence of the internal Mindlin force. The contact between the flexible plate and the elastic halfspace is solved using a variational approach. The net displacement of the flexible circular plate and the internal Mindlin force can be evaluated in analytical form. The result has applications to the in situ evaluation of the deformability characteristics of geologic media.     

框架预应力锚杆边坡支护结构的稳定性分析方法及其 应用

以边坡极限平衡理论及框架预应力锚杆边坡支护结构的圆弧滑动破坏模式为基础,在考虑框架、锚杆对土体边坡稳定性影响的情况下,基于圆弧滑动条分法的思想利用积分法建立了内部稳定性安全系数计算模型和最危险滑移面搜索模型。确定滑移面圆心坐标为几何控制参数,推导了安全系数计算模型中各变量与滑移面圆心坐标之间的函数关系式,从而获得了滑移面几何控制参数与内部稳定性安全系数之间的函数关系。利用网格法对框架预应力锚杆支护结构最危险滑移面的圆心坐标进行动态搜索和求解。最后采用Matlab语言编制了框架预应力锚杆边坡支护结构的稳定性分析程序,并结合工程实例进行了验算,讨论了此种方法的适用条件,结果表明该方法简明适用,较传统的经验分析方法更加合理。     

ANALYTICAL RELATIONS BETWEEN EIGENVALUES OF CIRCULAR PLATE BASED ON VARIOUS PLATE THEORIES

Based on the mathematical similarity of the axisymmetric eigenvalue problems of a circular plate between the classical plate theory(CPT), the first-order shear deformation plate theory(FPT) and the Reddy's third-order shear deformation plate theory (RPT), analytical relations between the eigenvalues of circular plate based on various plate theories are investigated. In the present paper, the eigenvalue problem is transformed to solve an algebra equation. Analytical relationships that are expressed explicitly between various theories are presented. Therefore, from these relationships one can easily obtain the exact RPT and FPT solutions of critical buckling load and natural frequency for a circular plate with CPT solutions. The relationships are useful for engineering application, and can be used to check the validity, convergence and accuracy of numerical results for the eigenvalue problem of plates.     

Free vibration of a FGPM circular plate placed in a uniform magnetic field

In this paper, free vibration of a circular plate composed of a transversely isotropic functionally graded piezoelectric material (FGPM) placed in a uniform magnetic field is investigated. Material properties are assumed to depend on the thickness of the circular plate and they are expressed as the same exponential function of h. The problem of free vibration for the transversely isotropic FGPM circular plate with clamped and simply supported boundary conditions is solved by means of the state space method. Numerical examples and some useful discussions are given to demonstrate the significant influence of material inhomogeneity, and adopting a certain value of the graded index can optimize structures of the circular plate. This will be of particular importance in modern engineering design.