Reissner板的哈密尔顿体系及其辛正交解析法

基于Ｒｅｉｓｓｎｅｒ板理论，通过对混合能变分的修正，建立了更一般的哈密尔顿型广义变分原理，并给出了Ｒｅｉｓｓｎｅｒ板问题的哈密尔顿正则方程及其共轭辛正交解析法。     

Mindlin板动力学问题的Hamilton体系及其辛解法

本文通过对混合能变分原理的修正，建立了Ｍｉｎｄｌｉｎ板动力学问题的Ｈａｍｉｌｔｏｎ正则方程，并采用共轭辛正交归一关系给出固有频率分析的精确解。     

分离变量法与哈密尔顿体系

数学物理与力学中用分离变量法求解偏微分方程经常导致自共轭算子的sturmLiouville问题,在此基础上而得以展开求解。然而在应用中有大量问题并不能导致自共轭算子。本文通过最小势能变分原理,选用状态变量及其对偶变量,导向一般变分原理。利用结构力学与最优控制的模拟理论,导向哈密尔顿体系。将有限维的理论推广到相应的哈密尔顿算子矩阵及共轭辛矩阵代数的理论。拓广了经典的分离变量法,证明了全状态本征函数向量的共轭辛正交归一性质及按本征函数向量展开的理论。以条形板为例,说明了应用。     

基于辛体系的正交各向异性地基梁解析解

基于二维弹性理论, 利用Hellinger-Reissner变分原理, 通过引入对偶变量, 推导 了双参数地基上正交各向异性梁平面应力问题的辛对偶方程组; 采用分离变量法和本征展 开方法, 将原问题归结为求解零本征值本征解和非零本征值本征解, 得到了适用于任意横纵 比的梁的解析解. 由于在求解过程中不需要事先人为地选取试函数, 而是从梁的基本方程出 发, 直接利用数学方法求出问题的解, 使得问题的求解更加合理化. 其中, 地基对梁的力学 行为的影响看作是侧边边界条件, 类似于外载, 可通过零本征解的线性展开来评价, 非零本 征值本征解对应圣维南原理覆盖的部分. 还利用哈密顿变分原理, 给出了两端固支梁的 一种新的改进边界条件. 编程计算了细梁和深梁等算例, 研究了地基上梁的变形沿着厚度方 向的变化特性, 验证了辛方法的有效性.     

固支矩形Mindlin板弯曲问题的辛求解体系

本文利用二类变量广义变分原理推出了Mindlin板弯曲问题的Hamilton体系,利用辛几何方法对全状态向量进行分离变量,得到相应的横向本征问题,在求出其本征值后,按本征函数展开法导出了原问题的辛本征通解。给出了一个承受集中载荷的四边固支矩形薄板的算例,按本文求解体系得到的解与经典解吻合较好。本文直接从Mindlin板弯曲问题出发,在其Hamilton体系内使用辛几何方法给出了的一套新的求解体系,突破了传统解法的局限性,具有一般性及较高的理论推广价值。     

哈密尔顿系统的连续有限元法及守恒性

利用常微分方程的连续有限元法,证明了线性哈密尔顿系统的连续一、二、三次有限元法为辛算法;对非线性哈密尔顿系统,本文证明了连续一次有限元在3阶量意义下近似保辛,且保持能量守恒,并在数值计算上探讨了守恒性和近似程度,结果与理论相吻合.     

正交各向异性板的粘接接头应力分析

1.接头端部的荷载考虑一个正交各向异性板单肢搭接粘接接头(图1).取单位宽度并承受外力T的作用.可写出     

相邻两边固支其余两边自由矩形正交各向异性薄板弯曲的辛叠加解

应用辛叠加方法,求出相邻两边固支其余两边自由矩形正交各向异性薄板在均匀荷载下弯曲问题的解析解。先将原方程转换成Hamilton正则方程;用辛方法计算出一边滑支对边简支条件下对应Hamilton算子的辛本征值和辛本征函数系,证明该辛本征函数系的辛正交性,进而在Cauchy主值意义下证明了它的完备性;根据辛本征函数系的完备性,得到了对应Hamilton正则方程的通解,再应用叠加方法计算出原弯曲问题的解析解;最后通过两个具体矩形薄板的数值算例,验证了所得辛叠加解的正确性。     

一种正交各向异性板的等效各向同性板计算法

上、下表面平整的正交各向异性板的有效抗扭刚度是2个主方向抗弯刚度的几何平均值. 根据这一特性、从正交各向异性板挠曲面的偏微分方程出发,保持一个主方向尺寸不变,另一主方向的尺寸做线性缩放,保持弹性模量与第一主方向相同,泊松比取2个主方向泊松比的几何平均值,将这类正交各向异性板等效为一块各向同性板;通过分析得到：各向同性板任意点的挠度就是原正交各向异性板对应点的挠度,各对应点内力之间存在简单的比例关系,该文的方法将为工程技术人员提供方便,同时可以更加直观的认识正交各向异性板的受力.     

弹性矩形板问题的Hamilton正则方程

为了采用辛算法求出弹性矩形板问题的解析解，中直接从弹性矩形板的控制方程出发推导了弹性矩形板，其中包括弹性矩形薄板和厚板问题以及弹性地基上矩形薄板和厚板问题的Hamilton正则方程，为利用辛几何方法求出任意边界条件下这类问题的理论解奠定了基础．     

反对称铺设层合板动力问题的Hamilton体系及辛几何解法

基于ＹＮＳ层合格理论，建立反对称铺设层合板动力问题的Ｈａｍｉｌｔｏｎ正则方程，并采用共轭辛正交归一关系给出一对边简支，另一对边为任意支承层合板自振频率的精确解，数值算例讨论了长宽比，铺设角，层数及剪切修正系数的影响。     

弹性地基上矩形薄板问题的Hamilton正则方程及解析解

利用辛算法求出弹性地基上矩形薄板问题的解析解,将弹性地基视为双参数弹性地基,直接从弹性矩形薄板的控制方程推导出了问题的Hamilton正则方程,为求出任意边界条件下问题的理论解奠定了基础,并且通过算例验证了文中所采用方法的正确性.     

层合厚板混合状态Hamiltonian动力元及其半解析解

文中在时间方向采用Ｌａｐｌａｃｅ变换，给出了层合厚板动力学问题混合状态Ｈａｍｉｌｔｏｎ正则方程及其半解析法．该方法在层板平面内采用通常的有限元离散，而沿板厚方向采用状态控制方程给出解析解答．在层与层之间采用迁移矩阵法，给出层合板上下表面力学量之间的关系式．利用打靶法得到响应在象空间的一般解，然后再利用拉氏逆变换的数值解求出层合板的瞬时位移场和应力场．     

辛体系下平面热黏弹性圣维南问题的解析解

借助积分变换,将辛体系引入平面热黏弹性问题,建立了基本问题的对偶方程,并将全 部圣维南问题归结为满足共轭辛正交关系的零本征值本征解问题. 同时,利用变量代换和本 征解展开等技术给出了一套求解边界条件问题的具体方法. 算例讨论了几种典型边界条件问 题,描述了热黏弹性材料的蠕变和松弛特征,体现了这种辛方法的有效性.     

薄板动力学相空间非传统Hamilton变分原理与辛算法

将弹性薄板动力分析从Lagrange体系改换为Hamilton体系.通过罗恩提出的一条简单而统一的途径,建立了弹性薄板动力学的相空间非传统Hamilton变分原理,并从该原理推导出相应的Hamilton正则方程、边界条件与初始条件.然后基于这种相空间非传统Hamilton变分原理,提出弹性薄板动力响应分析的辛空间有限元-时间子域法,文中数值结果表明,这种方法的计算精度与效率都明显高于常用的Wilson-θ法和Newmark-β法.     

厚板弹塑性混合状态Hamiltonian元的半解析法

采用初应力法并通过对增量形式Ｈｅｌｌｉｎｇｅｒ－Ｒｅｉｓｓｎｅｒ变分原理的修正，给出了厚板弹塑性分析的Ｈａｍｉｌｔｏｎ正则方程及其相应的半解析法。此法在厚板平面内采用通常的有限元离散，而沿板厚方向采用状态空间法给出半解析解答。     

THE MIXED STATE HAMILTONIAN DYNAMIC ELEMENT AND A SEMI-ANALYTICAL SOLUTION FOR THE ANALYSIS OF THICK LAMINATED COMPOSITE PLATES

Through introducing the Laplace transformation in the time direction,the mixed state Hamilton canonical equation and a semi-analytical solution arepresented for analyzing the dynamic response of laminated composite plates.Thismethod accounts for the separation of variables,the finite element discretization can beemployed in the plane of laminar,and the exact solution in the thickness direction isderived by the state space control method.To apply the transfer matrix method,therelational expression at the top and bottom surface is established.So the generalsolution in transformation space is deduced by the spot method.By the application ofinversion of Laplace transformation,the transient displacements and stresses can bederived.     

弹性力学Hamilton方法广义解的适定性

首先引入了Hamilton体系中平面应力弹性力学问题正则方程的Galerkin变分方程,证明了Galerkin变分方程和目前文献中所用的Ritz变分方程的等价性,以及相应广义解的适定性,从而为目前的数值方法提供了理论基础。从证明过程中可以看到广义解实际上是Ritz变分泛函的一个鞍点。