线弹性结构非平稳随机振动分析的有限元方法

当前结构分析的有效方法是有限单元法,对于结构动力学问题,将变位、应力等物理量通过Fou-rier变换进行谱分解,在谱分解的形式下推求动力刚度矩阵,这样所得的矩阵和有关方程不能用结构的随机振动问题常用的振型分解法求解.本文提出了一个普遍化的求解方法.文中考虑如地震、风震等外载是如下非平稳随机过程:P(t)={P_i(t)},P_i(t)=α_i(t)P_i0(t),α_i(t)是巳知的时间函数,P_i0(t)是平稳随机过程.本文将有限单元法所得的离散化方程进行Fourier变换,利用随机过程谱分解的正交增量性质推导了激励谱和反应谱之间关系的公式.用这些公式可以寻求反应的互功率谱密度矩阵,再根据反应的统计量进行结构的安全度分析.在本文提出的计算方法中,当α_i(t)=1(i=1.,2,…,n)时方法可以简化为求解平稳过程的特殊情况.在实际应用中可以根据地震、风震记录所得的功率谱密度矩阵,按本文方法用计算机对高层、高耸、大跨度等结构问题进行分析,为了说明计算方法的特点,文中首先考虑单自由度情况,其次考虑多自由度情况,列出几个重要统计量的计算公式,并对数值计算方法和安全度分析作了讨论.     

Banach空间中含强增生算子的非线性方程的迭代解

设X为实Banach空间,X*为其一致凸的共轭空间.设T:X→X为Lipschitzian强增生映象,L≥1为其Lipschitzian常数,k∈(0,1)为其强增生常数.设{α_n},{β_n}为[0,1]中的两个实数列满足:(ⅰ)α_n→0(n→∞);(ⅱ)β_n<L(1+L)/k(1-k)(n≥0);(ⅲ).假设为X中两序列满足:=o(β_n)与μ_n→0(n→∞).任取x₀∈X,则由(IS)1x_n+1=(1-α_n)x_n+α_nSy_n+u_ny_n=(1-β_n)x_n+β_nSx_n+μ_n(_n≥0){所定义的迭代序列{x_n强收敛于方程T     

柔长结构气固耦合的线性与非线性气动力理论

针对柔性结构与风在三方向相互作用的特点,在合理的结构节段力学模型的基础上,建立了新的气动力模型,即三分力系数C_i=C_i(β(t),θ),(#em/em#=D,L,M)不仅是瞬时攻角的函数,而且也是转速的函数,并依据“片条理论”与改进的“准静态理论”,提出了推导结构节段模型与风相互作用的线性与非线性气动力项的方法,从而将土木工程中柔性结构与风的相互作用的线性与非线性理论集中到一个模型中.对于线性气动力部分,给出了与经典气动力公式中相对应的颤振导数的半解析表达式.对于非线性气动力部分,给出了扭转气动耦合的非线性气动力表达式,并给出了Tacoma大桥扭转非线性运动的控制方程,其形式与结果与V.F.B-m的相吻合.     

常差分方程奇异摄动问题的渐近方法

在本文中,我们讨论如下差分方程问题(P_ε):(L.y)_k≡εy(k+1)+a(k,ε)y(k)+b(k,ε)y(k-1)=f(k,ε)(1≤k≤N-1)B₁y≡-y(0)+c₁y(1)=a,B₂y≡-c₂y(N-1)+y(N)=β这里ε是一个小参数,c₁,c₂,a,β为常数,a(k,ε),b(k,ε),f(k,ε)(1≤k≤N)是k和ε的函数.首先,我们讨论了常系数的情形;接着引进伸长变换对变系数的情形进行了讨论,给出了解的一致渐近展开式;最后给出了一个数值例子.     

非水平分层区域Helmholtz边值问题的解析解

在(x,y,z)直角坐标系中,N个物性参数不同的区域D_j(j=0,1,…,N-1)充斥着整个空间,这些区域间的分界面是非水平的光滑曲面S_j,j+1下面的边值问题称为非水平分层区域Helmholtz边值问题:
?2H(j)+K_jH(j)=0(j=0,1,…,N-1)
(H(0)-H(1))S_0.1=δ(S)(δ(S):广义δ-函数)
(H(j)-H(j+1))S_j,j+1=0(j=1,…,N-2)本文给出了此问题的解析解.     

广义Pochhammer-Chree方程的显式精确孤波解

首先对广义Pochhammer-Chre方程(PC方程)u_tt-u_ttxx+ru_xxt-(a₁u+a₂u2+a₃u3)_xx=0(r≠0)(Ⅰ)的孤波解u(ξ)建立了公式∫_-∞+∞[u'(ξ)]2dξ=1/12rv(C₊-C_-)3[3a₃(C₊+C_-)+2a₂]。由此推知:广义PC方程(Ⅰ)不可能有钟状孤波解,只可能有扭状孤波解;而广义PC方程u_tt-u_ttxx-(a₁u+a₂u2+a₃u3)_xx=0(Ⅱ)可能既有钟状孤波解又有渐近值满足3a₃(C₊+C_-)+2a₂=0的扭状孤波解。进一步求出了广义PC方程(Ⅰ)的扭状孤波解,求出了广义PC方程(Ⅱ)的钟状孤波解和渐近值满足2a₃(C₊+C_-)+2a₂=0的扭状孤波解。最后给出了广义PC方程u_tt-u_ttxx-(a₁u+a₃u3+a₅u5)_xx=0(Ⅲ)的显式孤波解。     

Lipschitz局部强增殖算子的非线性方程的解的迭代构造

本文研究p一致光滑Banach空间X中Ishikawa迭代法.设T:X→K是Lipschitz局部强增殖算子,方程T_x=f的解集sol(T)非空.我们证明了sol(T)是一个单点集且Ishikawa序列强收敛到方程T_x=f的唯一解.另行,当T是从X的非空凸子集K到X的Lipschitz局部伪压缩映像且T的不动点集F(T)非空时,我们证明了F(T)是一个单点集且Ishikawa序列强收敛到T的唯一不动点.我们的结果改进和推广了[4]与[5]的结果.     

广义神经传播型非线性拟双曲方程解的爆破

本文讨论了广义神经传播型非线性拟双曲方程u_tt-Δu_t=F(x,t,u,?u,u_t,?u_t)分别具Neumann边界和Dirichlet边界的两类混合问题.在非线性部分F(x,t,u,?u,u₁,?u₁)和初值满足某些条件时,我们得到了解的爆破性质.     

间断和脉冲激励

本文讨论由于脉冲和间断激励所引起的含有Dirac函数和Heavisde函数微分方程的求解问题。首先,按照微分方程理论,我们建议把方程解表达为x(t)=x₁(t)+x₂(t)H(t-a);然后,利用广义函数性质,导出x₁(t)和x₂(t)方程,通过求解x₁(t)和x₂(t)来得到原来方程解x(t)。最后,对周期脉冲参数激励问题进行了深入讨论。     

关于图的(g,f)-因子分解

设G是一个图,g和f是定义在图G的顶点集V(G)上的两个非负整数值函数且g＜f.图G的一个(g,f)-因子是G的一个支撑子图F,使对所有的x∈V(G)有g(x)≤d_F(x)≤f(x).若G本身是一个(g,f)-因子,则称G是一个(g,f)-图.若G的边能分解成一些边不交的(g,f)-因子,则称G是(g,f)-因子可分解的.本文给出图G是(g,f)-因子可分解的一个充分条件.     

非线性弹性梁中的混沌带现象

研究了非线性弹性梁的混沌运动,梁受到轴向载荷的作用。非线性弹性梁的本构方程可用三次多项式表示。计及材料非线性和几何非线性,建立了系统的非线性控制方程。利用非线性Galerkin法,得到微分动力系统。采用Melnikov方法对系统进行分析后发现,当载荷P₀和f满足一定条件时,系统将发生混沌运动,且混沌运动的区域呈现带状。还详尽分析了从次谐分岔到混沌的路径,确定了混沌发生的临界条件。     

非自治时滞微分方程的扰动全局吸引性*

考虑具有扰动项的非自治时滞微分方程x>(t)=-a(t)x(t-τ)+F(t,x_t),t≥0(*)其中F:[0,∞)×C[-δ,0]→R且连续,C[-δ,0]表示将[-δ,0]映射到R的所有连续函数集合.F(t,0)≡0,a(t)∈C((0,∞),(0,∞)),τ≥0.通常文献对a(t)不依赖于t即a(t)为自治情形,研究了方程(*)零解的局部或全局渐近性质[1～5,7].本文对a(t)为非自治即依赖于t之情形,获得了方程(*)零解全局吸引的充分条件,所得结论在某种意义上说是不可改进的.本文改进和推广了已有文献的相应结果,同时本文采用的方法可应用到非自治非线性扰动方程.     

A dynamic analysis of a coupled beam/slider system

The paper deals with transverse vibration of a beam with moving boundary conditions. In order to examine the transfer of energy between a moving support and a vibrating beam under assumption of zero slope of the beam elastic line at the moving support, dynamic analysis of a coupled beam/slider system is carried out. The moving support is modelled as a slider attached to a spring which realizes definite boundary conditions. Equations of motion are derived using Hamilton’s principle. Because length of the beam varies appropriate transformations of time and position variables are made to convert the solution space into a rectangle and, subsequently, to solve the partial differential equation of transverse vibration of the beam using the FDM. The phenomenon of the energy flow between the slider and the beam is a subject of the detailed analysis. The beam vibration with a fixed formula of length is examined, too. The dynamic characteristics of the system is brought forward from spectral analysis of numerical solutions.     

Vibration of a Beam on Random and Microperiodic Subsoil Caused by Moving Load

The subject of the analysis is a vibration problem of an infinitive beam resting on a foundation with periodic and stochastic parameters under a stochastic moving load. The problem is solved using the Tolerance Averaging Approximation procedure and also concept of a stochastic dynamic influence function. In this way we obtained an effective solution which may be applied in the railway engineering. (© 2005 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

一类非线性动力系统混沌运动的研究

讨论了含二次和三次非线性项的受迫振动系统 -λ₁T+λ₂T2+λ₃T3=ε(gcosωt-ε'T)的混沌运动,利用Melnikov函数法给出了发生混沌的临界条件,结合相平面轨迹、时程曲线和Poincaré映射判定系统是否发生混沌.     

计算股市的基本方程、理论和原理(Ⅲ)——基本理论

由基本方程导出两个理论:1 股票的价值理论v*(t)=v(0)exp(ar₂t)。2 股能守恒理论。将股能定义为股价v及其导数v>的二次函数φ=Av2+Bvv+Cv2+Dv,在基本方程约束下,将问题归结为沿最优路径的约束优化问题。应用Lagrange乘数,变分法Euler方程可证?对任何v、v>守恒。文中给出应用这些方程和理论对股市走势作分析的一些判断并为深沪股市实际走势所验证。     

多项式的增广图示及其在工程控制论中的应用

本文图示复变数s(=x+iy)的实系数多项式K=f(s)≡a₀sn+a₁sn-1+……+a_n-1s+a_nK是实参数,因此上式的图示表为(x,iy,K)中的一集空间曲线.这曲线在三个坐标平面上的投影就是本文图示的内客.在(x,iy)上的投影就是根轨迹.不论n=2m+1或n=2m+2,根轨迹方程都是y2的m次方程.(K,x)图线除了包含实曲线K_r=f(x)以外,尚包含复根的实数部随K变化的曲线,这是新增的曲线.(K,x)曲线对判别系统的绝对和相对稳定性是很有用的.(K,iy)曲线对控制系统来说,表示放大K和自然频率ω(≡y)的关系曲线.这三幅图线可应用于方程式论和工程控制论.     

弹性地基无限长梁动力问题的一般解

本文从Euler-Bernoulli梁出发,对弹性地基采用Winkler假定,建立了问题的数学模型.然后对空间变量和时间变量分别进行Fourier变换和Laplace变换,利用逆变换褶积积分,得到了弹性地基无限长梁一般动力问题的解析解.最后对自由振动,脉冲激励和运动载荷情况分别进行了讨论.