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。     

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。     

实心砖石古塔动力特性与结构损伤分析

为研究“丝绸之路”起点世界文化遗产建筑兴教寺测师塔的动力性能及结构损伤,采用超低频动态测试系统进行了原位动力测试试验.在环境随机激励下,采集了该塔各楼层顶部水平振动的速度响应信号,经滤波后通过积分变换进行自谱及互谱分析,得到了结构沿水平方向的前2阶自振频率与振型.并依据结构测绘结果,建立测师塔数值模型,计算了弹性模量逐渐降低时的振动特性,并与测试结果进行对比,依据结构损伤参数识别的改进形法,进行了测师塔结构损伤分析.结果表明,该塔沿东西与南北两个水平方向的前2阶频率值相近,第1阶振型呈弯曲型,第2阶振型呈弯剪型;与无损砌体弹性模量的取值比较,测师塔结构的等效弹性模量降低较多,其结构整体损伤较为严重.因此,可通过确定无损砌体的弹性模量,采用动力测试及数值计算依据等效弹性模量进行残损砖石古塔结构损伤识别.     

Isogeometric analysis for the dynamic problem of curved structures including warping effects

Curved beam structures have been used in many civil, mechanical, aircraft, and aerospace constructions. The analysis is mainly based on solid and plate models due to the fact that traditional curved beam elements do not include nonuniform warping effects, especially in the dynamic analysis. In this article, independent warping parameters have been taken into account and the initial curvature effect is considered. Curved beam’s behavior becomes more complex, even for dead loading, due to the coupling between axial force, bending moments, and torque that curvature produces. In addition to these, the Isogeometric tools (b-splines or NURBS), either integrated in the Finite Element Method or in a Boundary Element–based Method called Analog Equation Method, have been employed in this contribution for the dynamic analysis of horizontally curved beams of open or closed (box-shaped) cross sections. Free vibration characteristics and responses of the stress resultants and displacements to moving loading have been studied.     

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)     

Stress analysis of restrained bending for box beam with rectangular cross-section filled by honeycomb core

On the basis about studying free bending for box beam with rectangular crosssection filled by honeycomb core, supplementary displacements and stresses of restrained bending for such beam were analyzed. The hypothesis for separated variables was adopted to solve displacement. According to this, three aspect equations of geometrical, physical and balance were obtained. With Galerkin‘s method, it is summed up as two-order ordinary differential equations with the attenuation character. Analysis makes clear that attenuation speed of stress is concerned with a big load or a small one, geometric dimensions of crosssection of beam, and physical parameter of material.     

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     

多自由度参激系统稳定性分析的数值解法

现有参激系统的动力稳定性问题研究主要集中在主不稳定区域上。为获得组合不稳定区域,基于Floquet方法,采用Bolotin方法在不同周期数下设解形式,结合特征值分析法得到确定多自由度参激系统动力不稳定区域的数值解法。对一个两自由度受周期轴向力的旋转轴系算例的稳定性分析,发现通过增加设解近似项数可获得高阶不稳定区域,且各阶不稳定区域边界随近似次数的增加逐渐趋于稳定,此外,增大阻尼可使各不稳定区域边界变得更加平滑。本文方法可用于一般多自由度周期参激阻尼系统,是一种简明易操作的直接数值解法。     

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。     

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。     

单向悬挂屋盖结构的风致气弹耦合效应数值模拟

综合运用计算流体力学和计算结构力学技术,建立了适用于索膜结构流固耦合风振分析的CFD数值模拟方法,并编制了相应的有限元计算程序。应用该程序对具有不同参数的大跨度单向屋盖结构进行了风振响应分析,探讨了来流风速、屋面质量和初始预张力等参数对结构流固耦合特性的影响。研究表明,由于屋盖前缘周期脱落的大尺度旋涡是诱导结构振动的主要原因,随着大尺度旋涡沿屋面向下游移动,其动能逐渐转化为结构变形能,使结构振动形态呈现明显的涡激振动特征。屋面质量、来流风速和初始预张力是影响结构流固耦合性能的主要参数。对于索膜结构,仅通过刚性模型来确定结构风压并进行风振响应分析,其结果是不可靠的。