考虑接触效应的具脱层轴对称层合圆板的非线性动力响应

基于von Karman板理论,利用三分区模型,建立了在面内压力和横向荷载联合作用下具脱层的轴对称正交层合圆板的非线性运动微分方程,其中,考虑了横向剪切效应和脱层接触效应.在此基础上,利用正交配点法进行了求解,并着重讨论了脱层之间的接触效应对结构非线性动力响应的影响.     

矩形层合平板的自由振动

本文在克希霍夫假设下推导出经典线弹性层合平板的一般运动微分方程,以及采用能量法求解的拉格朗日变分方程.其次,对对称正交铺设层合平板的纵向自由振动和四边固定矩形层合平板的横向自由振动进行了求解,并对具体算例进行计算,给出自由振动频率值.     

考虑界面损伤层合梁板的层间应力分析

基于精确应力分析的广义六自由度板理论,应用变分原理和损伤力学中 的应变等效原理,考虑复合材料铺设层内和层间界面处的损伤效应,建立了具两种损伤模式 的复合材料层合板的三维非线性平衡微分方程,且运用有限差分法对考虑损伤简支层合梁板 的层间应力进行了求解.     

具脱层轴对称层合圆柱壳的振动模态分析

对具环向贯穿脱层的轴对称层合圆柱壳进行振动模态分析.首先,采用Heaviside阶梯函数,构造了一种适合于脱层壳的位移模式.通过对脱层壳的能量分析,应用瑞利--里兹法后,得到用时间函数表示的系统振动控制方程,然后对其求解,得到脱层壳模态分析的特征方程式.算例中,讨论了不同的脱层位置、脱层大小和脱层深度对脱层壳振动模态的影响.     

湿热条件下具脱层压电层合梁的后屈曲及脱层扩展分析

考虑湿热条件、横向剪切变形、几何非线性和压电效应的影响,建立具脱层压电层合梁的本构关系和非线性平衡微分方程,采用有限差分法和迭代法对问题进行求解;在此基础上.应用Griffith准则,导出了脱层前缘处的能量释放率表达式,讨论了不同因素对压电层合梁后屈曲性能和脱层扩展的影响.     

气动载荷下旋转运动圆板磁弹性主共振分析

基于Kirchhoff薄板理论与哈密顿原理,建立旋转运动导电圆板的磁-气动弹性非线性动力学方程．根据电磁场基本原理得到旋转运动圆板所受电磁力表达式,同时采用一种简化的气动模型以描述作用于板上的气动载荷．基于贝塞尔函数形式振型函数的选取,应用伽辽金法得到旋转圆板的磁气动弹性轴对称非线性振动微分方程．应用多尺度法推导出主共振下系统的幅频响应方程,并依据Lyapunov方法得到系统稳态运动稳定性判据．通过算例,得到周边夹之约束下圆板主共振的幅频特性曲线图,以及振幅随磁感应强度和激励力幅值的变化曲线图;阐述了不同参数对系统共振幅值的影响规律,并对解的稳定性进行了分析．     

轴对称压电圆板的非线性动力响应

基于Von Karman板理论和压电材料力学,考虑横向剪切变形,建立了轴对称压电圆板的非线性运动方程,提出了相应的力学与电学边界条件.求解时,首先应用Galerkin方法,将非线性偏微分运动方程转化为仅含时间变量的非线性常微分方程.然后,应用Newmark-β方法将时间函数离散,整个问题应用Newtoni迭代法求解.算例中,求得了压电圆板线性振动基频,验证了方程和求解方法的可靠性,讨论了压电效应、几何非线性、结构尺寸、力学和电学荷载等因素对板非线性动力响应的影响.     

复合材料层合板的混沌现象

本文通过计算机仿真，观察和研究了铲支艰称正交铺设层合板的周期运动、混沌运动以及它们各自的吸引子，其系统动力响应的形式，用时间历程图、相位状态图和Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射图来表示。结果表明，在受迫振动的对称正交铺设层合存在着混沌运动。     

磁场中旋转运动圆板的分叉与混沌研究

应用数值模拟方法研究磁场中旋转运动圆板的分叉与混沌问题。首先,基于薄板理论和麦克斯韦电磁场方程组,给出了动能、应变势能、外力虚功以及电磁力的表达式,再利用哈密顿原理,得到磁场中旋转运动圆板横向振动的非轴对称非线性磁弹性振动微分方程组。其次,采用贝塞尔函数作为圆板的振型函数进行伽辽金积分,得到了轴对称情况下横向振动的常微分方程组表达式。最后,针对主共振,取周边夹支边界条件的圆板作为算例,得到了当振型函数取一阶时,将磁感应强度、外激励振幅和激励频率作为控制参数的分叉图及庞加莱映射图等计算结果,并讨论了分叉参数对系统的分叉与混沌的影响。数值计算结果表明,这些控制参数的变化影响系统稳定性,在分叉参数逐渐变化的过程中,系统经历从混沌到多倍周期运动再到混沌的往复过程。     

考虑几何与压电非线性行为压电层合轴对称圆板的精确解

研究可移简支及夹支边界条件下,轴对称压电层合圆板在强电场和机械荷载联合作用下的非线性变形.考虑电致伸缩的非线性压电效应及几何非线性的影响,导出轴对称压电层合圆板的控制方程.通过调整坐标轴的位置对控制方程进行简化,得到关于挠度和径向力的4阶非线性控制方程.再通过简单的积分并引入无量刚变量将控制方程等价地化为2阶非线性耦合微分方程组.利用幂级数法得到可移简支及夹支边界条件下强电场和均布荷载共同作用时的挠度、径向力及径向位移的幂级数精确解.通过对双、单压电晶片执行器的数值计算及分析,得到电场、外载对于位移、径向力的影响关系.     

多体系统指标2运动方程HHT方法违约校正1）

采用Cartesian绝对坐标建模方法,完整约束多体系统运动方程是指标3的微分--代数方程（differentialalgebraic equations,DAEs）,数值求解指标3的DAEs属于高指标问题,通过对位置约束方程求导,可使运动方程的指标降为2.位置约束方程求导得到的是速度约束方程.直接求解指标3的运动方程,速度约束方程得不到满足,而且高指标DAEs的数值求解存在一些问题.论文首先采用HHT（Hilber--Hughes--Taylor）直接积分方法求解降指标得到的指标2运动方程,此时速度约束方程参与离散计算,从机器精度上讲速度约束自然得到满足,而位置约束方程没有参与计算,存在“违约”.针对违约问题,采用基于Moore--Penrose广义逆理论的违约校正方法,消除位置约束方程的违约.指标2运动方程HHT方法违约校正,将HHT方法和违约校正方法很好地结合,在数值求解指标2运动方程的过程中,位置约束方程和速度约束方程都不存在违约问题,而且新方法没有引入新的未知数向量,离散得到的非线性方程组的方程数量与原指标2运动方程的方程数量相同,求解规模没有扩大.新方法的实用和有效性通过算例的数值实验得到验证,数值实验也说明新方法保持了HHT方法本身具有的数值阻尼可以控制和二阶精度的特性.最后从非线性方程组的求解规模和计算速度上与其他方法进行了比较分析,说明新方法的优势所在.     

多体系统动力学方程违约修正的数值计算方法

多体系统动力学方程为微分代数方程,一般将其转化成常微分方程组进行数值计算,在数值积分的过程中约束方程的违约会逐渐增大.本文对具有完整、定常约束的多体系统,在修改的带乘子Lagrange正则形式的方程的基础上,根据Baumgarte提出的违约修正的方法,给出了一种多体系统微分代数方程违约修正法和系统的动力学方程的矩阵表达式.通过对曲柄-滑块机构的数值仿真,计算结果表明本文给出的方法在计算精度和计算效率上好于Baumgarte提出的两种违约修正的方法.     

Dynamic system for reference signal transmission and reconstruction in distributed MIMO radars

The renormalization method based on the Taylor expansion for asymptotic analysis of differential equations is generalized to difference equations. The proposed renormalization method is based on the Newton–Maclaurin expansion. Several basic theorems on the renormalization method are proven. Some interesting applications are given, including asymptotic solutions of quantum anharmonic oscillator and discrete boundary layer, the reductions and invariant manifolds of some discrete dynamics systems. Furthermore, the homotopy renormalization method based on the Newton–Maclaurin expansion is proposed and applied to those difference equations including no a small parameter. In addition, some subtle problems on the renormalization method are discussed.     

空间悬臂梁的动力学分析与迭代求解

本文从柔性体的真-伪混合坐标形式的拉格朗日方程出发,导出了空间双柔性连杆机械臂系统的真-伪混合坐标形式的动力学方程.由于采用伪坐标和矩阵运算,避免了繁冗的对方位参数的求导过程,使方程结构紧凑,便于建立递推形式,并且在选择不同参数描述整体刚性运动情况下,方程形式保持不变,因而具有一般性.     

A parallel two-level finite element method for the Navier-Stokes equations

Based on domain decomposition, a parallel two-level finite element method for the stationary Navier-Stokes equations is proposed and analyzed. The basic idea of the method is first to solve the Navier-Stokes equations on a coarse grid, then to solve the resulted residual equations in parallel on a fine grid. This method has low communication complexity. It can be implemented easily. By local a priori error estimate for finite element discretizations, error bounds of the approximate solution are derived. Numerical results are also given to illustrate the high efficiency of the method.     

Generalized Euler Method for Nonlinear First-Order Partial Differential Equations

Classical solutions of nonlinear first-order partial differential equations are approximated by solutions of quasilinear systems of difference equations. Sufficient conditions for the convergence of the method are given. The proof of the stability of the difference problem is based on the comparison method. Nonlinear estimates of the Perron type are assumed for increment functions.This new approach to the numerical solution of nonlinear equations is based on the method of quasilinearization for mixed problems. Numerical examples are given.     

多刚体系统动力学的子系统递推法

本文采用递归推导并定义铰基矢阵得到以相对速度或伪速度表示的动力学方程。对非树系统利用回路转换矩阵及铰基矢阵自动建立约束方程,并用奇异值分解缩聚法得到以独立伪速度为变量的动力学方程。并导出递推计算公式便于程序执行。相应的通用程序SNERM已产生。     

Analysis of a two-grid method for semiconductor device problem

The mathematical model of a semiconductor device is governed by a system of quasi-linear partial differential equations.The electric potential equation is approximated by a mixed finite element method,and the concentration equations are approximated by a standard Galerkin method.We estimate the error of the numerical solutions in the sense of the Lqnorm.To linearize the full discrete scheme of the problem,we present an efficient two-grid method based on the idea of Newton iteration.The main procedures are to solve the small scaled nonlinear equations on the coarse grid and then deal with the linear equations on the fine grid.Error estimation for the two-grid solutions is analyzed in detail.It is shown that this method still achieves asymptotically optimal approximations as long as a mesh size satisfies H=O(h^1/2).Numerical experiments are given to illustrate the efficiency of the two-grid method.     

棒材通过锥形模静液挤压成形的无网格法分析

建立了一种基于初始构形及有限变形的粘塑性弹性本构关系，并由空间描述的Galerkin能量弱变分原理，经一致转换得一整体拉格朗日方程描述下的动量平衡方程．同时经线性化处理给出了显示中心差分法求解格式，以棒材通过锥形模的静液挤压成形为例进行了全面的EFG法数值模拟，从而证明了有限变形粘塑性EFG法对实际成形工艺分析、优化及设计的有效性。     

Dynamic simulation of the hydrodynamic interaction among immersed particles in Stokes flow

A numerical method for the dynamic simulation of the hydrodynamic interaction among particles in Stokes flow is developed. The method couples the quasi-static Stokes equations for the fluid with the equilibrium equations for the particles. The boundary element method is used to represent the velocity at a general field point in terms of surface velocities and stresses. However, neither the stresses nor the velocities are assumed to be known on the surface of the particles. Kinematic equations relating the linear and angular velocities at the centroids of the particles to the surface velocities are combined with the discretized boundary element equations and the equilibrium equations to generate a system of linear equations. The associated coefficient matrix is correspondent to the grand resistance matrix which relates the velocities of the particles to a given geometry.