偏压薄壁杆稳定计算的有限杆元法

根据能量原理,综合三次B样条函数、有限单元法和经典Vlasov薄壁杆理论的优点,提出偏压薄壁杆稳定计算的有限杆元法.推导和求解过程中,同时考虑了截面扭转、翘曲和杆中面上剪应变的影响,可适用求解常用边界条件,任意截面形状的薄壁杆特征值问题.与经典方法比较显示着该文计算方法的有效性.     

阶梯形闭口薄壁杆的约束扭转振动

用奇异函数建立非单一材质的n级阶梯形闭口薄壁杆约束扭转自由振动和强迫振动的微分方程并求得其通解,用W算子给出主振型函数的表达式及常见支承条件下杆的频率方程.     

薄壁杆系结构的梁元分析模型

本文导出了用于薄壁杆系结构弹性分析的薄壁梁元分析模型.在空间梁元分析模型[3]的基础上,采用了一种改进的位移模式,考虑了薄壁杆件可能发生的拉压、剪切、弯曲、扭转和翘曲等各变形形式以及它们的耦合效应,得出了相应的单元形函数;同时从工程应变的定义出发,采用Taylor级数展开的方法,建立了单元的五阶近似正应变表达式;并建立了相应的薄壁单元刚度方程,从而得出了局部坐标系下单元刚度矩阵的显式.根据本文所导出的薄壁梁元分析模型,编制了相应的结构计算程序.通过算例验证了本文所推导的单元刚度矩阵,同时通过与传统空间梁元计算模型计算结果的比较,阐述了截面翘曲对薄壁杆系结构的影响.     

轧机主传动系统动态特性计算与分析

本文把轧制状态下的大型可逆式轧机主传动系统建立成一个完整的力学模型，而并非将上下辊系分割开进行研究．精确地反映了实际轧制过程中轧制系统的动态特性，并用带原点位移的双步ＱＲ法，算出系统的特征对．根据系统的输入，用计算机模拟的方式输出系统的扭矩放大系数，从而得知系统设计的正确性，为轧制系统的优化设计提供依据和有效的方法．     

轧机主传动系统动态特性计算与分析

本文把轧制状态下的大型可逆式轧机主传动系统建立成一个完整的力学模型，而并非将上下辊系分割开进行研究．精确地反映了实际轧制过程中轧制系统的动态特性，并用带原点位移的双步ＱＲ法，算出系统的特征对．根据系统的输入，用计算机模拟的方式输出系统的扭矩放大系数，从而得知系统设计的正确性，为轧制系统的优化设计提供依据和有效的方法．     

复合材料四面体点阵夹芯梁的自由振动分析

点阵夹芯结构是一种由上下面板和中间点阵芯子组成的新型轻质多功能结构.由于该结构具有独特的结构形式,其力学特性分析比较复杂.论文将离散的点阵芯子等效为连续均匀材料,研究了复合材料四面体点阵夹芯梁的自由振动特性.考虑面板的弯曲变形和芯子的剪切变形,根据Hamilton变分原理,推导出复合材料点阵夹芯梁的自由振动控制方程.以简支边界条件下的四面体点阵夹芯梁为例,求解出固有频率的理论值,并与有限元结果进行对比,两者吻合较好.讨论了面板铺层顺序、杆件半径、杆件倾斜角度、芯子高度以及梁的长度对夹芯梁固有频率的影响.研究结果对于了解复合材料四面体点阵夹芯梁的频率特性具有一定的指导意义.     

风机塔筒结构横向振动特性的快速计算方法

本文提出了一种风机塔筒结构横向振动特性的快速计算方法.将机舱和叶片整体、连接法兰盘分别简化为集中质量,塔筒简化为非均匀悬臂梁,建立风机塔筒结构横向振动方程.给出了用假设模态法计算塔筒结构固有频率和模态函数的过程.通过与文献及有限元数值结果比较验证了方法的有效性.本文方法仅需给出结构的基本参数,如截面半径变化规律、法兰盘位置和质量、机舱及叶片质量,便可快速求解其频率和模态,无需建立其复杂的力学模型.     

热环境下夹芯梁声振特性的理论与数值研究

针对均匀升温热环境下夹芯梁的声振特性进行了研究。建立了考虑热应力、横向剪切效应、转动惯量影响的夹芯梁振动方程,获得了简支夹芯梁在热环境下振动响应的理论解;通过瑞利积分得到远场声压。结果表明,夹芯梁内存在热应力时,各阶固有频率均下降,速度、辐射声压级、声功率响应曲线均向低频方向漂移,声辐射效率变化不明显。通过与数值仿真结果对比,验证了本文的热预应力夹芯梁声振耦合响应理论分析方法的可行性。此外,本文还分析了不同芯材厚度和弹性模量对夹芯梁声振特性的影响。研究发现,芯层增厚或者软化均会降低整个结构的刚度。     

复合材料单闭室薄壁梁弯曲与扭转分析

本文主要讨论复合材料单闭室薄壁梁的弯曲与扭转,重点研究横向剪切和限制翘曲的影响。在复合材料薄壁梁弯曲与扭转经典分析理论的基础上,建立了一种能够考虑横向剪切和限制翘曲影响的复合材料单闭室薄壁梁弯曲与扭转分析方法。     

典型无序结构芯体夹层梁的振动特性试验分析

通过悬臂梁模态试验研究了典型无序芯体(纤维毡、闭孔泡沫铝以及开孔泡沫铝)夹层结构的振动特性,并与夹层结构所对应等质量钢板进行振动特性对比分析.研究结果表明:无序芯体夹层结构相较于对应等质量钢板均有着更高的前三阶固有频率和阻尼比;等质量钢梁任一横截面上各点具有相同振动特性,而夹层结构任一横截面上各点振动特性受芯体结构影响较大.     

The analysis of thin walled composite laminated helicopter rotor with hierarchical warping functions and finite element method

In the present paper, a series of hierarchical warping functions is developed to analyze the static and dynamic problems of thin walled composite laminated helicopter rotors composed of several layers with single closed cell. This method is the development and extension of the traditional constrained warping theory of thin walled metallic beams, which had been proved very successful since 1940s. The warping distribution along the perimeter of each layer is expanded into a series of successively corrective warping functions with the traditional warping function caused by free torsion or free bending as the first term, and is assumed to be piecewise linear along the thickness direction of layers. The governing equations are derived based upon the variational principle of minimum potential energy for static analysis and Rayleigh Quotient for free vibration analysis. Then the hierarchical finite element method is introduced to form a numerical algorithm. Both static and natural vibration problems of sample box beams are analyzed with the present method to show the main mechanical behavior of the thin walled composite laminated helicopter rotor. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (19932030)     

粘弹性结构自由振动分析

提出一种分析粘弹性结构自振特性的数值方法,通过弹性等效空间特征值问题及一个代数方程的求解,得出粘弹性结构的频率及振型。此外建立了薄板的粘弹性动力方程并给出相应的求解方法。文中做了数值验证。     

数值积分法求解厚壁筒的动态应力强度因子

用数值积分法求解了厚壁筒表面裂纹的动态应力强度因子，其结果与有限元的计算结果作了比较，表明该方法简单有效，对工程应用极有参考价值     

非均质中厚板的无网格LRPIM动力学分析

用局部加权残值法建立了非均质中厚板的局部径向点插值离散系统方程,采用无网格局部径向点插值法分析了非均质中厚板的自由振动和强迫振动问题。用径向基函数耦合多项式基函数来近似试函数,用四次样条函数做为加权残值法中的权函数。所构造的形函数具有Kronecker delta性质,可以很方便地施加本质边界条件。该方法不需要任何形式的网格划分,所有的积分都在规则形状的子域及其边界上进行。在计算过程中,取积分中的高斯点的材料参数来模拟问题域材料特性的变化。计算结果表明,利用该方法计算非均质中厚板的自由振动和强迫振动问题可以得到具有较高精度的解。     

大型复杂圆柱壳中高频振动噪声仿真计算方法研究

建立大型复杂圆柱壳中高频振动噪声仿真计算方法,对于解决船舶和飞机等大型复杂结构的辐射噪声预报问题具有重要意义。介绍了完美匹配层流固耦合计算方法,并成功应用于大型复杂双层圆柱壳的水下辐射噪声预报,相对于传统的声学流固耦合有限元和边界元计算方法,使外部流场域模型至少缩小了11/15。探讨了环频率和阻尼对圆柱壳结构振动传递的影响,提出了求解中高频声学问题时大型圆柱壳复杂结构仿真建模处理方法。数值算例表明,发展的PML方法和模型简化方法是合理的,可应用工程问题研究。     

边界元法分析狭长体结构

针对边界元法分析狭长结构时遇到的几乎奇异积分难以计算的困难,将几乎奇异积分划分为两种类型,分别通过分部积分交换把引起积分几乎奇异的参量移至积分号之外,从而建立了一个新的正则化算法,解决了边界积分方程中几乎奇异积分的计算难题。文中用边界元法计算了弹性力学平面问题的狭长结构,算例证明了本法的有效性。     

An exact symplectic solution for the dynamic analysis of shear deformable antisymmetric angle-ply laminated plates

From the mixed variational principle, by the selection of the state variables and its dual variables, the Hamiltonian canonical equation for the dynamic analysis of shear deformable antisymmetric angle-ply laminated plates is derived, leading to the mathematical frame of symplectic geometry and algorithms, and the exact solution for the arbitrary boundary conditions is also derived by the adjoint orthonormalized symplectic expansion method. Numerical results are presented with the emphasis on the effects of length/thickness ratio, arbitrary boundary conditions, degrees of anisotropy, number of layers, ply-angles and the corrected coefficients of transverse shear.     

桥梁结构静动力性能分析及其CAD微机系统

本文介绍了桥梁结构的力学计算方法，对桥梁结构ＣＡＤ系统的研制和设计方法进行了初步探讨，并列举应用实例说明了平面连续梁模型和空间有限元模型计算结果的区别，表明对桥梁结构进行全面的力学性能计算分析是十分必要的．     

Computation of frequencies and damping ratios for adaptive structures

In this paper, a new technique of state vector approach to solving damping ratios of adaptive structures is proposed, by which the state matrix can be analytically conducted the Cholesky decomposition, providing that the mass matrix is derived by lumped method. In this case, not only the computional accuracy is raised, but also the numerical operations are reduced. Finally, some numerical results are presented to show that the solution method is simple and efficient. Foundation item: the National 863 Program Foundation of China(863-2-4-4-4)     

随机结构正交展开分析的Ritz动力聚缩法

针对随机结果正交展开理论计算上的弱点 ,本文在分析扩阶矩阵特性的基础上 ,于 Ritz模态向量子空间中对扩阶方程实现动力聚缩 ,大大提高了正交展开理论对实际工程问题的分析能力。分析实例表明 :即使结构参数具有很大变异性 (如δ =0 .4 )时 ,该算法依然能理想地与 Monte Carlo法模拟结果相吻合 ,计算时间则远远小于 Monte Carlo模拟法。同时 ,分析例证再一次强化了在结构动力分析中考虑结构参数随机性的必要性