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弹性力学辛对偶求解方法是通过引入原变量的对偶变量将问题导入辛空间,从而使得有效的数学物理方法,如分离变量和辛本征函数展开的方法得以实施并得出问题的解析解。本文通过引入弯矩函数和恰当的变换,首先建立了两侧边边界条件自由的双材料环扇形薄板弯曲问题的辛对偶体系。然后,讨论了弯矩函数表示的非齐次边界条件,并给出了三个有特定物理意义的解,其解在端部的力系是非自相平衡的。对双材料的楔形板而言,这三个解表示的就是在尖端有集中弯矩、集中扭矩、垂直集中力作用的解。最后,讨论了弯矩函数表示的齐次边界条件,并给出了辛本征值的超越方程以及辛本征解,所有这些解在端部的力系都是自相平衡的。本文的工作为相关问题的解析求解以及辛本征解的进一步应用研究奠定了基础。 相似文献
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本文利用二类变量广义变分原理推出了Mindlin板弯曲问题的Hamilton体系,利用辛几何方法对全状态向量进行分离变量,得到相应的横向本征问题,在求出其本征值后,按本征函数展开法导出了原问题的辛本征通解。给出了一个承受集中载荷的四边固支矩形薄板的算例,按本文求解体系得到的解与经典解吻合较好。本文直接从Mindlin板弯曲问题出发,在其Hamilton体系内使用辛几何方法给出了的一套新的求解体系,突破了传统解法的局限性,具有一般性及较高的理论推广价值。 相似文献
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环形板与扇形板弯曲问题的级数解 总被引:1,自引:0,他引:1
由板的基本方程,将位移和荷载沿环向展开为傅里叶级数,可得用傅里叶级数及多项式表示的环形板和直边简支的扇形板的级数解.还用富里叶级数处理沿径向分段连续荷载的问题. 相似文献
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为发展神经网络方法在求解薄板弯曲问题中的应用,基于Kirchhoff板理论,提出一种采用全连接层求解薄板弯曲四阶偏微分控制方程的神经网络方法.首先在求解域、边界中随机生成数据点作为神经网络输入层的参数,由前向传播系统求出预测解;其次计算预测解在域内及边界处的误差,利用反向传播系统优化神经网络系统的计算参数;最后,不断训... 相似文献
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电磁波导的半解析辛分析 总被引:18,自引:1,他引:18
根据电磁波导的Hamilton体系,辛几何可用于任意各向异性材料,而且便于处理不同区段的界面条件,横向的电场和磁场构成了对偶向量.基于Hamilton变分原理用半解析法进行横向离散应当保持体系的辛结构.离散后可以运用应用力学的有效算法,求解其辛本征值问题.每段波导可以引入两端Riccati矩阵,用精细积分法求解其方程组. 相似文献
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Mindlin中厚板的辛求解方法 总被引:4,自引:0,他引:4
在Mindlin板混合能函数的基础上,通过引人混合变量及对混合能变分原理的修正,在全状态下建立了Mindlin板的Hamilton正则方程,进而采用直接法给出了两对边简支板的解析解,并通过具体例题说明了方法的有效性. 相似文献
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基于薄板小挠度理论和Kelvin-Voigt 黏弹性本构方程,建立了黏弹性夹层环形薄板振动控制方程.采用分离变量法计算了内边固支、外边自由黏弹性夹层环形薄板的固有频率和振型,并与有限元计算结果进行比较. 分别讨论了夹心层比和内外半径比对固有频率及衰减系数的影响. 研究表明:系统频率随夹心层厚度增大,先增大后减小,而衰减系数一直增大;系统频率和衰减系数随内外半径比增大而增大. 相似文献
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板弯曲求解新体系及其应用 总被引:38,自引:3,他引:38
建立平面弹性与板弯曲的相似性理论,给出了板弯曲经典理论的另一套基本方程与求解方法,然后进入哈密顿体系用直接法研究板弯曲问题.新方法论应用分离变量、本征函数展开方法给出了条形板问题的分析解,突破了传统半逆解法的限制.结果表明新方法论有广阔的应用前景. 相似文献
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利用全局薄板样条径向基配点法分析了功能梯度梁的弯曲问题,径向基函数的形状参数对近似精度有很大的影响,而薄板样条径向基函数的形状参数选取比其他径向基函数要容易. 利用高阶剪切变形理论推导了控制微分方程,将该文的计算结果与已有参考文献中的结果进行了对比,以验证该文方法的精度. 相似文献
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中厚板弯曲问题的自然单元法 总被引:2,自引:0,他引:2
自然单元法是一种新兴的无网格数值计算方法,基于Reissner-Mindlin板弯曲理论,将自然单元法应用于平板弯曲问题的计算中,给出了相关的公式,推导了总体刚度矩阵和荷载列阵的计算列式.算例分析表明,自然单元法应用于中厚板的弯曲问题具有较高的计算精度,并可用于Winkler地基上基础板的计算.同时指出,对于厚跨比较小的薄板,由于对挠度和中面法线转角采用相同的插值形式,当板厚变薄时夸大了虚假的剪切变形影响,因而表现出剪切自锁现象.对进一步开发厚薄板通用的计算程序作了初步探讨. 相似文献
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Maxwell流体环管不定常流动解析解 总被引:6,自引:0,他引:6
本文对Maxwell非牛顿流体在环管内的不定常流动进行分析并得到了解析结果。依此,详尽分析了速度剖面、剪切应力随时间、非牛顿系数和环管形状变化的特征,为管道工程设计提供了必要的理论依据。 相似文献
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动力学平衡方程的Euler中点辛差分求解格式 总被引:2,自引:1,他引:1
给出了动力学方程${\pmb M}\ddot {\pmb x} + {\pmb C}\dot {\pmb x}
+ {\pmb K \pmb x} = {\pmb R}$的二阶Euler中点隐式差分求解格式,分保守系统、无
阻尼受迫振动系统和阻尼系统3种情况, 讨论了算法中Jacobi矩阵${\pmb A}$的性质,譬
如${\pmb A}$是否为辛矩阵以及谱半径等. 对于无阻尼系统,证明了无论是否存在外
载荷,Jacobi 矩阵都是辛矩阵. 证明了辛矩阵的所有本征值的模为1,其谱半径永远
为1, 以及$\delta = 0.5$和$\alpha = 0.25$的Newmark算法就是Euler中点隐式差
分格式,对保守系统它们都是辛算法. 严格证
明了Euler中点辛格式是严格保持系统能量的. 通过算例详细讨论了保辛算法用于求解非保
守系统动态特性的优越性,如广义保结构特性等;分析了保辛算法的相位误差以及由其引起
的系统的附加能量特性;分析了保辛算法和$\delta
\ne 0.5$的Newmark算法的精度随着激励频率与系统固有频率比的变化情况等 相似文献