多跨梁离散系统的频谱和模态的定性性质

采用差分法建立了两端任意支承多跨梁的差分离散模型,对只具有两端支承的单跨梁是正系统的情形,导出了对应的多跨梁差分离散系统的柔度系数;从单跨梁正系统的刚度矩阵的符号振荡性出发,通过引入辅助系统,讨论了多跨梁的柔度矩阵的振荡性,确定了对应于单跨梁正系统的多跨梁差分离散系统的频谱和模态的一系列定性性质.      

外伸梁离散系统模态的若干定性性质

在已证明外伸梁的差分离散模型频率和位移振型基本振荡性质的基础上,首先揭示了两跨外伸梁的共轭系统是一端铰支一端固定并有一个中间铰的两跨连续梁,证明了两跨外伸梁的共轭梁的刚度矩阵是符号振荡矩阵,进而确定了外伸梁的弯矩振型的符号改变数;由此进一步讨论了它的转角振型和剪力振型的符号改变数规律以及位移振型的其他一些定性性质.     

带集中质量和弹性支承梁的横向固有振动分析

给出带集中质量和弹性支承梁横向固有振动的精确分析方法。示例表明,该法对于梁的固有振动分析具有较广的适用性。     

杆、梁离散和连续系统的振动定性性质的统一论证

采用极限过渡法,从杆、梁差分离散系统刚度矩阵的符号振荡性导出相应系统格林函数的振荡性,从而统一论证了离散与连续系统的固有频率和模态的定性性质     

用强迫力法求解弹性支承梁的固有振动

本文将强迫力法引入弹性支承梁固有振动的计算问题,把具有多个弹性支承的梁按自由粱米处理,而将支承反力看作作用于梁上的强迫力。最后利用各支承点的位移约束条件建立了系统的频率方程和以各支反力为基本未知量的线性方程组．     

存在刚体模态的杆、梁离散系统某些振荡性质的补充证明

工程实际中大量存在具有刚体运动形态的杆和Euler梁.针对存在刚体运动形态的杆和Euler梁的具有n个自由度的离散系统,借助共轭系统的概念,从共轭系统所具有的振荡性质出发,证明了它们都具有如下定性性质:对任意的2≤p≤q≤n,由系统的第p阶至第q阶位移振型线性组合而成的矢量u=cpu(p)+cp+1u(p+1)+…+cqu(q),其分量序列的最小变号数不少于p-1,而其分量序列的最大变号数不多于q-1.这一结果对于相关理论的完整性是必须的,同时有着重要的工程意义和应用价值.     

弹性支承圆弧梁内力分析

以现代桥梁及房屋结构为工程背景,提出弹性支承曲线梁计算模型,按结构力学方法推导出弹性支承圆弧梁的内力计算公式,分析讨论了竖向和抗扭弹性支承对内力的影响．     

四边任意支承条件下弹性矩形薄板弯曲问题的解析解

利用辛几何法推导出了四边为任意支承条件下矩形薄板弯曲的解析解。在分析过程中首先把矩形薄板弯曲问题表示成Hamilton正则方程，然后利用辛几何方法对全状态相变量进行分离变量，求出其本征值后，再按本征函数展开的方法求出四边为任意支承条件下矩形薄板弯曲的解析解。由于在求解过程中并不需要人为的事先选取挠度函数，而是从弹性矩形薄板弯曲的基本方程出发，直接利用数学的方法求出问题的解析解，使得这类问题的求解更加理论化和合理化。文中的最后还给出了计算实例来验证本文方法的正确性。     

爆炸荷载作用下弹性与阻尼支承梁的动力响应

为了提高梁的抗爆能力,目前通常是从材料、截面形状等方面考虑．通过在梁端部设置弹性和阻尼支承来提高梁的抗力．为此,应用拉格朗日方程建立了端部弹性与阻尼支承梁的动力方程,通过长作用时间和短作用时间两个爆炸动荷载的典型算例,分析了端部弹性与阻尼支承对梁动态响应的影响,并指出在短作用时间动荷载作用下在梁端部设置弹性与阻尼支承可有效提高梁的抗力．     

用一个模态,确定梁的截面物理参数

1.引言用模态数据确定结构的物理参数,是一类重要的振动逆问题。与频率数据构造结构的逆问题相比,这类问题具有更大的应用价值,因为其解对数据不那么敏感。并且模态也比较容易得到。关于杆的模态逆问题,文[1]和文[2]已做了全面的研究和总结。而对于梁,文[3]讨论了其模态满足的必要条件及一部分定性性质。在此基础上,本文针对悬臂梁的离散模型,讨论了用一个模态构造梁的截面物理参数的问题,建立了解存在的充分必要条件。另外,本文还进一步说明了悬臂梁模态的一些定性性质。     

Spatial Shear Modes in Periodically Inhomogeneous Media

A method is proposed to determine shear wave modes of arbitrary direction in periodically inhomogeneous media. Quantitative results for the two first transmission zones of a medium formed of repeating two layers are analyzed __________ Translated from Prikladnaya Mekhanika, Vol. 41, No. 8, pp. 51–57, August 2005.     

求解任意形状厚板自由振动的微分容积法

用一种新型的数值方法－微分容积法求解具有任意形状的厚板自由振动问题。该方法的基本思想是将任意一个线性微分算子对函数的作用值如一个连续函数或其任意阶偏导数、或其线性组合在某点处的值表示为域内各点函数值的线性加权组合，如此可将问题的控制方程和边界条件离散成为一组线性齐次代数方程。这是一典型的特征值问题，其特征值可用子空间迭代法求解。文中给出了详细的计算公式，用一些数值算例说明了该方法求解中厚板自由振动问题的可行性、有效性和通用性，并通过与有关文献比较验证了该方法的数值精度。     

失谐周期弹性支撑多跨梁中的波动局部化

分析研究了失谐周期弹性支撑多跨梁中的波动局部化问题.采用传递矩阵方法给出了系统的传递矩阵,采用Wolf提出的计算Lyapunov指数的方法,确定了局部化因子.作为算例,给出了结构中局部化因子的数值结果,分析了跨长的失谐程度、线弹簧和抗弯弹簧的无量纲刚度对弹性波局部化的影响.     

考虑温度效应的索梁面内动力学建模及特性分析

根据增量热场理论,温度变化影响下索梁结构会形成新的热应力平衡状态．因此基于已有的索梁结构非线性动力学模型,结合与斜拉索张拉力和垂度相关的无量纲参数,重新建立考虑温度变化影响下索梁结构面内振动的动力学模型,并推导其面内非线性运动方程．接着开展特征值分析,得到包含温度效应的索梁结构面内振动频率的超越方程及模态振型函数．通过算例研究温度变化对不同刚度比的索梁结构影响,得到其前四阶面内振动的模态频率与温度变化的关系曲线．研究结果表明：面内模态频率受温度变化影响明显,其影响程度与刚度比大小和模态的阶数密切相关,温度变化对低阶模态频率的影响比对高阶模态频率影响更为复杂;升温和降温对索梁结构面内振动特性的影响不对称;此外温度变化会导致频率偏转点的位置发生漂移．     

Experimental investigation of transients-induced fluid–structure interaction in a pipeline with multiple-axial supports

Fluid–Structure Interaction (FSI) in pipes can significantly affect pressure fluctuations during water hammer event. In transmission pipelines, anchors with axial stops have an important role in the waterhammer-induced FSI as they can suppress or allow the propagation of additional stress waves in the pipe wall. More specifically, a reduction in the number of axial stops and/or their stiffness causes significant oscillations in the observed pressure signal due to the enhancement of Poisson’s coupling. To confirm these physical arguments, this research conducts experimental investigations and then processes the collected pressure signals. The laboratory tests were run on an anchored pipeline with multiple axial supports which some of them removed at some sections to emerge Poisson’s coupling. The collected pressure signals are analyzed in the time and frequency domain in order to decipher fluctuations that stem from Poisson coupling and other anchors effects. The analysis of the laboratory data reveals that the pattern of the time signals of pressure is primarily affected by the stiffness and location of the supports. Likewise, the properties of structural boundaries characterize the frequency spectrum of the transient pressures, which is manifested by altering the amplitudes corresponding to dominant frequencies of the system. The study is of particular importance in practice of transient based defect detections and pipe system design.     

开口裂纹梁振动特性参数分析

开展仿真分析探究梁边界条件、裂纹位置、裂纹程度、梁几何尺寸对开口裂纹矩形梁振动特性的影响．采用等效刚度模型建立裂纹梁结构振动方程,并与试验比较完成验证．预报梁在简支、悬臂、固支三种边界下,在不同位置发生不同程度裂纹损伤时的固有频率．研究发现,裂纹梁固有频率特性与完好无损梁曲率模态相关．裂纹可使固有频率降低,且降低程度随损伤程度增加而愈显著．裂纹位置接近完好梁某阶曲率模态零点（无效位置）/极点时,该阶固有频率受到影响将会减弱/增强．开展悬臂裂纹梁在不同几何尺寸下曲率模态分析．研究发现,曲率模态在裂纹处发生尖角突变现象,且尖角峰值随着损伤程度的增加而增大．裂纹位置接近某阶曲率模态极点/零点时,该阶模态受裂纹影响更显著/不明显．在裂纹相对位置和损伤程度相同时,增加梁长度使裂纹处尖角峰值减小,改变梁宽度不影响曲率模态,增加梁高度可使尖角峰值增加．研究成果可为试验提供基础,为扩建数据库,探索一种在线检测方法,基于实时大数据和人工智能技术开展各项振动参数综合分析,为实现梁裂纹智能识别与定位提供依据．     

基于大质量法的结构零频率振型的动力特性

在介绍大质量法基本原理的基础上,根据多点输入下结构无阻尼动力反应方程,通过理论推导论证了基于大质量法所得到的结构体系零频率振型的动力特性.理论推导的结果表明:基于大质量法的结构零频率振型为该结构的拟静力模态向量的线性组合,其中组合系数为该结构零频率振型中对应于结构基底释放自由度的子向量中的各个元素.最后,通过3个简单多...