正交正放类网架结构固有频率及屈曲分析的样条Galerkin法

本文根据考虑剪切变形的具有３个广州位移的平板弯曲理论，把正交正放类平板网架假设为由三层不同性质材料组成的各向正交异性夹层析。文中双５次Ｂ样条函数中的一组基底作为试函数，用加权残值法中的离散型Ｇａｌｅｒｋｉｎ法，导出了这类网架的频率方程屈曲方程。数值算例表明，这种方法是方便而精确的。     

局部荷载作用下网架结构的拟夹层板分析法

把正交正放类网架结构简化为构造上正交异性的夹层板，采用考虑剪切变形的具有三个广义位移的平板弯曲理论来分析，给出了网架结构在局部荷载作用下的内力、位移解析计算公式，并用有限元方法进行了验证．     

正交各向异性平板开孔弹性波的衍射与动应力集中

采用各向异性平板弯曲波动方程及摄动方法，对正交各向异性无限平板开孔弹性波的衍射及动应力集中的问题进行了分析研究，得到了在稳态波作用下此种忆边界条件波动问题的渐近形式分析解。同时采用复变函数方法及保角映射技术，为求解正交各向异性无限平板开孔弹性波的衍射及动力集中问题提供了一种统一规范的分析方法。     

采用精确化理论求解厚板任意形开孔动应力集中

摘要：本文基于复变函数与保角映射法,采用平板弯曲振动精确化方程[9],对含任意形开孔平板中弹性波散射与动应力集中问题进行了研究。利用正交函数展开的方法将待解的问题归结为对一组无穷代数方程组的求解。作为算例,计算了自由边界条件下圆孔和椭圆孔的动弯矩集中系数的数值结果,并对板厚与孔径比对动弯矩分布的影响做了分析研究。结果表明：入射波数、平板厚度和椭圆偏心率等参数对动弯矩的分布都有很大的影响。在较低频率和平板较薄的情况下,基于文献[9]的方程与基于Mindlin板的动弯矩结果在数值分布上是基本一致的;在较高频率和平板较厚的情况下,基于文献[9]的方程与基于Mindlin板的动弯矩结果在数值分布计算结果相差较大。由于文献[9]给出的平板振动精确化方程是在没有任何工程假设条件下得到的,因此本文的分析计算结果更精确一些。     

组合网架分析的康托洛维奇－加权残数法

本文给出的组合网架的一种实用计算方法是用康托洛维奇法把二维平板问题转化成一维问题，而后用加权残数法得到问题的解，计算结果表明，本文方法计算简便且有相当的精度，亦可用于一般网架结构的设计．     

组合网架分析的康托洛维奇－加权残数法

本文给出的组合网架的一种实用计算方法是用康托洛维奇法把二维平板问题转化成一维问题，而后用加权残数法得到问题的解，计算结果表明，本文方法计算简便且有相当的精度，亦可用于一般网架结构的设计．     

组合网架分析的康托洛维奇—加权残数法

本给出的组合网架的一种实用计算方法是用康托洛维奇法把二维平板问题转化成一维问题，而后用加权残数法得到问题的解，计算结果表明，本方法计算简便且有相当的精度，亦可用于一般网架结构的设计。     

功能梯度平板的二维热弹性分析

本文研究正交各向异性功能梯度平板的二维热弹性问题.该平板在y方向无限长,x方向对边简支且温度恒定.从热弹性力学的基本方程出发,假设材料参数沿板厚方向(z方向)按同一函数规律变化,基于状态空间法,在板的上下表面作用机械荷载和热荷 载的情况下,获得了功能梯度平板二维热弹性问题的Peano-Baker级数解.通过算例,验证了Peano-Baker级数解的正确性;同时也分析了材料参数沿板厚方向不同的幂函数分布对平板响应的影响.     

正交正放类网架结构分析的分解刚度法

把正交正放类网架结构简化为构造上正交异性的夹层板,采用考虑剪切变形的具有三个广义位移的平板弯曲理论进行分析。基于分解刚度思想对三类屋面网架(正放四角锥网架、两向正交正放网架和正放抽空四角锥网架)进行了静力分析和固有振动分析,对三类竖向承重网架墙体进行了稳定性分析,给出了简便实用的计算公式。通过与有限元法分析结果的对比,表明了本文提出的方法作为一种简化的计算方法,其精度是比较高的,绝大多数的误差都小于5%,可以应用于工程结构的初步设计。此外,与其他的简化计算方法相比它的精度比较高而且计算过程大大简化了。     

桁架网架结构分析的一种非经典综合离散法

本文提出一种基于非经典变形理论的综合离散法，并用于网架结构的力学分析。文末给出了平面桁架稳定分析和平板网架静力分析的数值算例。表明了本文所提出的新方法的有效性和简捷性。     

板桁结构考虑局部屈曲空间计算的横向条带板段单元法

用有限个横向条带法构造了板桁组合结构板段考虑局部屈曲的空间位移模式。基于三维连续体的虚功增量方程,导出了横向条带板段单元的ＵＬ列式,并考虑了板段单元位形变化的影响。此计算方法自由度少,计算精度高,能用于大型板桁结构的几何非线性分析。文末计算了广东西江桥板桁组合结构模型梁,计算结果与实测结果吻合较好。     

空间展开折叠桁架结构动力学分析研究

本文以笛卡尔坐标系下节点自然坐标为未知量,建立了桁架结构系的基本运动力学方程,并首次推导出桁架结构中常用节点附加几何约束方程,相应约束Jacobi矩阵及其导数矩阵,采用奇异值分解法求约束Jacobi矩阵的零空间基和M-P广义逆,并由矩阵缩减法建立了带约束桁架体系的运动力学方程和求解方法。数值算例表明该方法适于可展折叠桁架结构运动力学分析。     

环形桁架结构径向振动的等效圆环模型

在大型环形网架式可展天线中,环形桁架结构的动力学性能对于整个天线的工作状态至关重要.针对大型空间桁架结构,基于连续体等效的思想,将其动力学模型简化为简单的弹性连续体模型一直是动力学研究的热点.将环形桁架结构看作由重复的平面桁架单元构成的环形周期结构,在周期桁架单元等效梁模型的基础上,提出采用不计剪切变形和转动惯量的等效圆环模型分析环形桁架结构的径向振动,并对等效圆环模型的偏微分运动方程进行了解析求解.首先通过变量代换将描述圆环径向振动的四阶偏微分方程组降阶为一阶偏微分方程组,然后通过对降阶后的偏微分方程组进行Laplace变换将其转化为常微分方程组,并采用微分方程组的Green函数解法,获得了等效圆环模型在复频域下动力响应的解析表达式,进而得到等效圆环模型固有振动的特征方程及传递函数的表达式.最后通过数值算例对环形桁架有限元模型与等效圆环模型的固有频率和振型以及传递函数进行了对比分析,验证了等效圆环模型用于环形桁架结构径向振动分析的可行性.     

桁架板等效刚度分析

桁架材料的连续介质等效模型的研究已有相当基础,而工程中桁架材料往往以类板结构形式出现,其变形表现出明显的弯曲特征。将类板桁架材料采用弯曲板模型模拟,研究合理的方法确定等效板模型的刚度具有重要意义。本文在基于Kirchhoff假定的小挠度薄板弹性理论框架下,研究了类板桁架材料的等效弯曲薄板模型,提出了确定薄板模型等效刚度的基于Dirichlet位移边界条件的代表体元法,给出了确定各刚度系数所对应的代表体元的边界位移形式。具体计算了几种典型形式桁架板的等效刚度,并采用有限元离散模型和实验技术分析了桁架板在一定的边界约束和荷载作用下的响应,并与等效板模型的分析结果进行了对比。结果表明,在响应分析中,具有等效刚度的薄板模型可准确模拟类板桁架材料;连续介质板等效刚度计算的积分法不能给出准确的桁架板等效刚度,而基于Dirichlet位移边界条件的代表体元法获得的等效板的刚度具有很高的精度。     

Dynamics and control of variable geometry truss manipulator

Variable geometry truss manipulator(VGTM) has potential to work in the future space applications, of which a dynamic model is important to dynamic analysis and control of the system. In this paper, an approach is presented to model the dynamic equations of a VGTM by independent variables, which consists of two double-octahedral truss units and a 3-revolute-prismatic-spherical(3-RPS) parallel manipulator. In this approach, the kinematic recursive relations of two adjacent bodies and geometric constrains are used to deduce the kinematic equations of the VGTM, and Jourdain's velocity variation principle is adopted to establish the dynamic equations of the system. The validity of the proposed dynamic model is verified by comparison of numerical simulations with the software ADAMS. Besides, an active controller for trajectory tracking of the system is designed by the computed torque method. The effectiveness of the controller is numerically proved.     

Analysis on global and chaotic dynamics of nonlinear wave equations for truss core sandwich plate

This paper presents the study on the chaotic wave and chaotic dynamics of the nonlinear wave equations for a simply supported truss core sandwich plate combined with the transverse and in-plane excitations. Based on the governing equation of motion for the simply supported sandwich plate with truss core, the reductive perturbation method is used to simplify the partial differential equation. According to the exact solution of the unperturbed equation, two different kinds of the topological structures are derived, which one structure is the resonant torus and another structure is the heteroclinic orbit. The characteristic of the singular points in the neighborhood of the resonant torus for the nonlinear wave equation is investigated. It is found that there exists the homoclinic orbit on the unperturbed slow manifold. The saddle-focus type of the singular point appears when the homoclinic orbit is broken under the perturbation. Additionally, the saddle-focus type of the singular point occurs when the resonant torus on the fast manifold is broken under the perturbation. It is known that the dynamic characteristics are well consistent on the fast and slow manifolds under the condition of the perturbation. The Melnikov method, which is called the first measure, is applied to study the persistence of the heteroclinic orbit in the perturbed equation. The geometric analysis, which is named the second measure, is used to guarantee that the heteroclinic orbit on the fast manifold comes back to the stable manifold of the saddle on the slow manifold under the perturbation. The theoretical analysis suggests that there is the chaos for the Smale horseshoe sense in the truss core sandwich plate. Numerical simulations are performed to further verify the existence of the chaotic wave and chaotic motions in the nonlinear wave equation. The damping coefficient is considered as the controlling parameter to study the effect on the propagation property of the nonlinear wave in the sandwich plate with truss core. The numerical results confirm the validity of the theoretical study.     

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。     

板锥网壳结构的连续化分析

板锥网壳结构是一种受力性能合理，技术经济效益良好的新型空间结构形式。本文将板锥网壳结构连续化为能共同作用的特殊形式的三层薄壳，按薄壳理论建立其位移法和混合法的基本微分方程。通过对微分方程的求解，计算其整体位移及结构内力。该法具有一定的精度，可宏观地了解结构的力学性能，并可用于板锥网壳结构的初步设计。     

复杂形状及开孔功能梯度板的三维分析

In this paper, the basic formulae for the semi-analytical graded FEM on FGM members are derived. Since FGM parameters vary along three space coordinates, the parameters can be integrated in mechanical equations. Therefore with the parameters of a given FGM plate, problems of FGM plate under various conditions can be solved. The approach uses 1D discretization to obtain 3D solutions, which is proven to be an effective numerical method for the mechanical analyses of FGM structures. Examples of FGM plates with complex shapes and various holes are presented.     

桁架网架结构分析的一种非经典综合离散法

本文提出一种基于非经典变形理论的综合离散法，并用于网架结构的力学分析．文末给出了平面桁架稳定分析和平板网架静力分析的数值算例．表明了本文所提出的新方法的有效性和简捷性．