空间曲梁单元的扭转修正系数研究

三维空间曲梁有限单元模型是模拟曲梁结构的有效数值方法,可以考虑曲梁的弯扭耦合特性,最为符合曲梁的几何和受力特征.由于有限元法采用梁理论的平截面假定,空间曲梁单元上的扭转剪应力分布与实际曲梁截面上的扭转剪应力不同,从而会导致扭转刚度和扭转变形的计算失真.本文基于剪切应变能等效原理,推导了不同长宽比的矩形截面空间曲梁单元的...     

也谈矩形截面梁剪应力公式推导

也谈矩形截面梁剪应力公式推导罗开彬（重庆建筑大学，重庆６３００４５）文献［１］对矩形截面梁剪应力公式在变剪力情况下进行了推导，文献［２］对该推导提出了质疑，对此笔者也谈点粗浅的看法．材料力学中，该公式是在无分布荷载梁段（即剪力Ｑ＝ｃｏｎｓｔ）的情况下...     

也谈矩形截面梁剪应力公式推导

也谈矩形截面梁剪应力公式推导罗开彬（重庆建筑大学，重庆６３００４５）文献［１］对矩形截面梁剪应力公式在变剪力情况下进行了推导，文献［２］对该推导提出了质疑，对此笔者也谈点粗浅的看法．材料力学中，该公式是在无分布荷载梁段（即剪力Ｑ＝ｃｏｎｓｔ）的情况下...     

矩形截面梁剪应力计算公式的严格推导

<正> 梁的剪应力计算是材料力学教学中的一个重要内容.1855年,俄国铁路工程师儒拉夫斯基(Д.И.Журавский)得到了实用的梁剪应力计算公式,它简易可靠,至今仍得到广泛应用.关于该公式的推导,现行一般材料力学教科书中均假定所取微段 mn 中没有荷载作用(q=0),如图1所示,这种取法可以突出剪     

曲梁剪应力和径向应力的积分方程解

直接对曲梁剪应力的积分方程进行求解。得到剪应力和径向应力计算的一般公式．最后给出计算实例．     

复合曲梁中剪应力和径向应力的研究

文献［郾］讨论了复合曲梁在弯曲时的正应力问题，在此基础上，本文进一步导出了其剪应力和径向应力的计算公式，从而使复合曲梁的应力问题全部得到解决，作为特例，也可以从上述公式得到单层匀质曲梁的的相应公式，最后给出计算实例。     

矩形截面梁剪应力计算公式的严格推导

梁的剪应力计算是材料力学教学中的一个重要内容．1855年，俄国铁路工程师儒拉夫斯基(Д．И．Журавскнй)得到了实用的梁剪应力计算公式，它简易可靠，至今仍得到广泛应用．关于该公式的推导，现行一般材料力学教科书中均假定所取微段m#中没有荷载作用（q=0)，如图1所示，这种取法可以突出剪     

梁的弯曲正应力的材料力学方法修正

从矩形截面梁的剪应力公式出发,推导了在横力弯曲情况下梁的弯曲正应力的近似公式．当梁上的分布荷载可用单一的多项式表示时,该公式在取泊松比v=0时与弹性力学的精确解一致,在其他情况下有些误差,但比传统的材料力学解精确很多．提供了简支梁部分受均布荷载作用的算例,给出了材料力学中梁的正应力公式、该近似公式的计算结果及精确解并做了比较．讨论了公式和方法的普适性．     

对矩形截面杆弹性自由扭转的探讨

利用柱体扭转问题的经典弹性力学解析解,结合自编电算程序绘制了沿截面控制线上剪应力的分布图,同时利用ANSYS有限元分析软件模拟了等直矩形截面杆的自由扭转问题. 将各种材料力学教材中的截面剪应力分布图与准确计算结果进行了比较,并对截面剪应力分布规律进行了总结.     

圆轴弹塑性扭转的理论和实验

对于圆截面杆的弹塑性扭转问题,在普通材料力学教学中是不易讲清的一个难点.事实上,实心圆轴扭转变形不论多大,轴芯的弹性区不会消失.因此,在其弹塑性扭转应力公式的推导过程中,那种认为材料屈服后塑性区延伸到轴芯、剪应力趋于均匀的假设是     

空心圆杆弯曲时的剪应力

使用材料力学弯曲剪应力公式计算空心圆杆弯曲时中性轴上的剪应力,当材料的波桑系数μ=0～0.5时,要求壁厚与外径的比t/D≤1/21.3～1/14.58才能满足精确度的要求. ...     

带集中质量的旋转柔性曲梁动力学特性分析

本文对带集中质量的平面内旋转柔性曲梁动力学特性进行了研究.基于绝对节点坐标法推导出曲梁单元,其中该曲梁单元采用Green-Lagrangian应变,并根据曲梁变形前后的曲率变化和曲率的精确表达式计算了曲梁单元弹性力所作的虚功.通过虚功原理,利用δ函数和中心刚体与悬臂曲梁之间的固支边界条件,建立了带集中质量的旋转柔性曲梁非线性动力学模型.基于该模型,本文仿真计算了悬臂曲梁的纯弯曲问题和带有刚柔耦合效应的旋转柔性曲梁动力学响应问题,以此分别讨论了所提出曲梁单元的收敛性和动力学模型的正确性.进一步应用D’Alembert原理,将旋转曲梁等效为带离心力的无旋转曲梁,通过线性摄动处理得到系统的特征方程,以此分别研究了旋转角速度、初始曲率和集中质量对曲梁动力学特性的影响.最后重点分析了旋转曲梁的频率转向和振型切换问题,并阐述了两者之间的相互关系.研究结果表明:随着旋转角速度的增大,曲梁的频率特性与直梁的频率特性相近,以及曲梁拉伸变形占主导的模态振型会提前.     

双轴对称截面薄壁圆弧曲梁的弹性稳定平衡方程

基于薄壁构件分析的基本假定,采用双轴对称截面薄壁圆弧曲梁的精确翘曲位移表达式,导出了曲梁考虑几何非线性情况下的总势能,根据欧拉公式得到了曲梁的稳定平衡方程。推导中采用横截面线性和非线性总应变为零的假定,从而无需考虑横向应力的影响,对应变高阶项采用合理的简化处理,使理论推导过程简单明了。在理论推导的基础上分析了简支拱在均布径向荷载和两端等弯矩荷载作用下的平面内和平面外屈曲问题,并与其他研究者的结果进行了比较,追溯了各理论结果存在差别的根源,论证了本文理论推导过程的合理性。使用通用有限元软件ANSYS进行了模拟,与本文的分析结果一致,证明了所得公式的正确性。通过一些无碍结果的近似使所得公式形式简洁,便于在工程中应用。     

边缘水平缝隙梁剪应力的有限元分析

1.引言 由于构造、制作或其它种种原因,梁的截面边缘可能出现水平缝隙(裂缝)。截面受到缝隙分割的影响,使剪应力的分布变得十分复杂,缝隙面上不存在剪应力,而剪应力沿梁的宽度上也不是均匀分布的。在这种情况下,材料力学计算剪应力(τ=VQ/Ib)的公式已不适用。为了求得水平缝隙梁截面中的剪应力分布,建议应用叠加原理将边缘水平缝隙梁中的     

带集中质量的旋转柔性曲梁动力学特性分析

本文对带集中质量的平面内旋转柔性曲梁动力学特性进行了研究.基于绝对节点坐标法推导出曲梁单元,其中该曲梁单元采用Green-Lagrangian应变,并根据曲梁变形前后的曲率变化和曲率的精确表达式计算了曲梁单元弹性力所作的虚功.通过虚功原理,利用$\delta$函数和中心刚体与悬臂曲梁之间的固支边界条件,建立了带集中质量的旋转柔性曲梁非线性动力学模型.基于该模型,本文仿真计算了悬臂曲梁的纯弯曲问题和带有刚柔耦合效应的旋转柔性曲梁动力学响应问题,以此分别讨论了所提出曲梁单元的收敛性和动力学模型的正确性.进一步应用D'Alembert原理,将旋转曲梁等效为带离心力的无旋转曲梁,通过线性摄动处理得到系统的特征方程,以此分别研究了旋转角速度、初始曲率和集中质量对曲梁动力学特性的影响.最后重点分析了旋转曲梁的频率转向和振型切换问题,并阐述了两者之间的相互关系.研究结果表明:随着旋转角速度的增大,曲梁的频率特性与直梁的频率特性相近,以及曲梁拉伸变形占主导的模态振型会提前.      

等直矩形横截面杆件扭转时剪应力和扭转角的近似分析

<正> 1.α和β的近似表达式在材料力学教材中,当分析等直矩形横截面杆件受扭矩 Mn 作用时,其最大剪应力和扭转角通常直接引用弹性力学的分析结果,即     

平面应力应变问题与转轴公式的群表示

从坐标变换出发,讨论了材料力学中形如任意斜截面应力的公式.结果表明待求量可以表示为已知量的变换,变换关系为 SO(2)群的直积,并且此变换也适用于应变问题与转轴公式.     

关于推导直杆横截面上应力及变形公式的探讨

借用弹性力学几何方程、物理方程及材料力学中常用的平面假设,静力平衡方程,一次性推导出材料力学中的常用公式,阐述了用此法进行试验性教学的体会。     

材料力学方法分析带锥度杆和梁的精度

运用楔形体顶点受力的弹性力学精确解和有限元法,研究了材料力学等直杆的拉压和等直梁的弯曲应力公式用于分析带锥度杆和梁时的精度.     

空心圆杆弯曲时的剪应力

使用材料力学公式τ=Qs/bl 计算空心圆杆弯曲时中性轴上的剪应力,当材料的泊桑系数μ=0～0.5时,要求壁厚与外径的比t/D≤1/21.3～1/14.58才能满足精确度的要求.