闭口薄壁曲杆的弯扭分析

本文利用 A·A·乌曼斯基对闭口薄壁直杆问题中截面轴向位移所作的假定推广到闭口薄壁曲杆的弯扭问题,导出了基本微分方程和对应边界条件,并给出了它的初参数解.当 J_p→∞时问题退化为开口薄壁曲杆弯扭问题的解.另外,从实例计算结果中看出:对闭口薄壁曲杆的边界条件需特别注意。     

开口薄壁截面弯曲中心的推导

通常推导开口薄壁杆件横截面弯曲中心的方法都没有从理论上证明弯曲中心的存在.引入合理的假设,运用材料力学的知识就能证明开口薄壁截面弯曲中心是截面本身固有的几何特性之一,并可得到确定弯曲中心位置的一般公式.考虑开口薄壁杆件在横向载荷作用下不仅有较大     

开口薄壁截面弯曲中心的推导

<正> 通常推导开口薄壁杆件横截面弯曲中心的方法都没有从理论上证明弯曲中心的存在.引入合理的假设,运用材料力学的知识就能证明开口薄壁截面弯曲中心是截面本身固有的几何特性之一,并可得到确定弯曲中心位置的一般公式.考虑开口薄壁杆件在横向载荷作用下不仅有较大     

关于规定荷载下柱截面设计方法的探讨

桁架和柱的设计中,常碰到压杆的稳定问题,这一问题在不知杆的截面尺寸情况下,是以试算的方法确定杆的临界力,然后确定截面尺寸.本文给出了常见型钢杆件、松元木杆件受压时稳定问题的图解法,设计者可依据其荷载、支承情况迅速地查出所需截面尺寸或型钢型号.     

大型空间结构的热-动力学耦合问题及其有限元分析

论文对辐射换热条件下闭口薄壁杆件与单枝开口薄壁杆件的瞬态温度场问题,提出了一种一维傅立叶温度有限元,克服了传统一维温度单元只能计算薄壁杆截面平均温度的缺点,通过增加结点摄动温度自由度的方法,该一维单元能计算杆截面的温度分布.在此一维温度单元与梁位移单元相协调的基础上,进一步发展了大型空间结构热诱发振动稳定性判据与热颤振响应有限元计算方法.对于柔性空间结构发展了考虑几何非线性的热-结构动力学耦合有限元计算方法,成功地对这类结构的热动力屈曲问题进行了数值模拟.     

考虑约束扭转的薄壁梁单元刚度矩阵

推导了薄壁空间梁单元刚度矩阵 ,考虑了双向弯曲及截面约束扭转对杆件轴向变形的影响 ;计算了截面的翘曲变形 ,以及二次剪应力对翘曲变形的影响 ,可适用于任意截面 (包括开口、闭口和混合剖面 )的薄壁杆件。计算结果表明 ,考虑约束扭转的薄壁梁单元刚度矩阵有相当好的精确度 ,可以用于薄壁杆件的静动力分析。     

复室开闭口混合薄壁截面翘曲座标的计算

本文试图对复室开闭口混合薄壁截面翘曲座标的计算作一简介。应用了广义扇形座标计算的原则,对二种类型的上述截面的计算,作了示例。翘曲座标值,仍以计算公式表示之。本文并简述了复室混合截面薄壁杆件和复室闭合截面薄壁杆件扭转计算的异同。     

薄壁曲杆的有限元法

本文提出了开口和闭口截面薄壁曲杆的刚度矩阵.位移模式采用多项式逼近,并考虑了温度影响.对于闭口截面的薄壁曲杆,利用了乌曼斯基假设.文中还利用截面线元素,按线性分布规律逼近,讨论了圣维南翘曲函数的离散化计算.作了不同于藤谷义信的分析.     

材料力学实物演示教学培养创新能力的实践

通过课堂实物演示分析帮助学生掌握力学基本概念,基本规律,引导学生运用力学原理分析力学现象,解决力学问题,是在课堂教学环节培养学生创新能力的有效途径.通过钢卷尺演示分析开口薄壁杆件中心压杆失稳,侧立弯曲失稳及水平布置弯曲失稳现象.分析了钢卷尺水平布置弯曲时,卷尺拉出长度相同的条件下,截面弧形凸出一侧向上时失稳,凸出一侧向下时不失稳的现象.     

薄壁杆约束扭转的单肢解析化分析方法

针对薄壁杆件约柬扭转的基本受力反应分析问题,采用与符拉索夫的经典约束扭转理论截然不同的立论途径,将自由扭转刚度视为调整因素,而将剥离了该抗力效应的薄壁杆件基本体系作为主要分析对象,推导出基于翘曲理论并考虑了自由扭转刚度影响的杆件刚度方程及结问荷载的等效措施.此外,提出了基于微段薄壁杆简化单刚的有效数值化分析方法.上述研究表明,对于钢构件等具有薄壁构型截面形式的杆件,这种单肢解析化分析方法无需进行复杂的截面特性如弯、翘曲惯矩或弯、形心坐标等的分析,力与变形的表达简洁、直接,本文的抗力性能分析和表述方式可为薄壁构件的稳定及畸变等研究提供新的思路切入点.     

A NEW SPATIAL THIN-WALLED BEAM ELEMENT INCLUDING TRANSVERSE AND TORSIONAL SHEAR DEFORMATION

基于Timoshenko梁及Benscoter薄壁杆件理论,建立了考虑剪切变形、弯扭耦合以及翘曲剪应力影响的空间任意开闭口薄壁截面梁单元. 通过引入单元内部结点,对弯曲转角和翘曲角采用三节点Lagrange独立插值的方法,考虑了剪切变形和翘曲剪应力的影响并避免了横向剪切锁死问题;借助载荷作用下薄壁梁的截面运动分析,在位移和应变方程中考虑了弯扭耦合的影响. 通过数值算例将该单元的计算结果与理论解以及商用有限元软件和其他文献中的数值解进行对比和验证,结果对比表明该薄壁梁单元具有良好的精度和收敛性.     

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介绍了求解复杂截面闭口薄壁杆件扭转问题的网络理论解法,以普朗特应力函 数解法为基础,通过与电路问题比拟,借鉴了电路理论中的网络理论解法. 本文方法对解决复 杂截面闭口薄壁杆件扭转的工程问题有一定的应用价值. 在教学上,可以起到拓宽学生思路 的作用.     

偏压薄壁杆稳定计算的有限杆元法

根据能量原理,综合三次B样条函数、有限单元法和经典Vlasov薄壁杆理论的优点,提出偏压薄壁杆稳定计算的有限杆元法.推导和求解过程中,同时考虑了截面扭转、翘曲和杆中面上剪应变的影响,可适用求解常用边界条件,任意截面形状的薄壁杆特征值问题.与经典方法比较显示着该文计算方法的有效性.     

纵向无弯矩闭口截面圆柱壳的一个解

闭口截面圆柱壳是工程上常见的一种构件。在理论求解方面,大量的工作是用展开为级数求解或是用富氏、拉氏变换求解,所得的结果一般都较繁。为了简化计算过程,对于不必精确计算的中等以上长度的圆柱壳,常用薄壁杆件理论。文献[1—3],都在薄壁杆     

辐射换热下瞬态热-结构分析的一种空间薄壁杆单元

发展了一种用于辐射换热条件下瞬态热-结构分析的空间薄壁杆单元,其截面形式可以是任意形状的闭口截面和单支开口截面。该单元温度场分解为平均温度和多谐摄动温度,沿杆轴方向采用两结点线性插值,沿杆截面周向用三角函数展开,每结点含多个解耦的自由度,其中结点平均温度方程同传统一维温度有限元方程为非线性,各谐摄动温度方程为线性,然后利用Wilson-θ法求解结构的瞬态温度场。本文选择了两节点Ber-noulli直梁单元得到准静态热弹性有限元方程并求解,针对非对称开口截面考虑了翘曲变形及弯扭耦合的影响。温度场引起的等效热载荷不仅包括常规的热轴力,还包括热弯矩以及热双力矩。本文针对不同截面形式的梁单元给出了瞬态温度场以及热变形的验证算例,并通过与商业程序中二维壳元计算结果的比较说明了本文所提出方法的正确性和高效性。     

计算弯曲中心的理论公式及其应用

使用弹性力学的Saint-Venant弯曲理论定义了一般截面的弯曲中心并给出了精确的计算公式(对薄壁和非薄壁截面均适用),在开口薄壁截面的情形,由材料力学给出的关于不同截面的弯曲中心公式都可由本文的理论公式经近似分析获得.     

辐射换热下瞬态热一结构分析的一种空间薄壁杆单元

发展了一种用于辐射换热条件下瞬态热一结构分析的空间薄壁杆单元，其截面形式可以是任意形状的闭口截面和单支开口截面。该单元温度场分解为平均温度和多谐摄动温度，沿杆轴方向采用两结点线性插值，沿杆截面周向用三角函数展开，每结点含多个解耦的自由度，其中结点平均温度方程同传统一维温度有限元方程为非线性，各谐摄动温度方程为线性，然后利用Wilson-θ法求解结构的瞬态温度场。本文选择了两节点Bernoulli直梁单元得到准静态热弹性有限元方程并求解，针对非对称开口截面考虑了翘曲变形及弯扭耦合的影响。温度场引起的等效热载荷不仅包括常规的热轴力，还包括热弯矩以及热双力矩。本文针对不同截面形式的粱单元给出了瞬态温度场以及热变形的验证算例，并通过与商业程序中二维壳元计算结果的比较说明了本文所提出方法的正确性和高效性。     

一种新的薄壁杆件单元扭转刚度矩阵

本文提出一种新的薄壁杆件单元扭转刚度矩阵,它能够计及二次剪应力对翘曲变形的影响,并适用于任意剖面(包括开口,闭口和混合剖面)的薄壁杆件。计算表明,这个新的扭转刚度矩阵有相当好的精确度,可以代替Kawai或Gunnlaugsson-Pedersen的刚度矩阵,用于薄壁杆件的有限元静动力分析。     

薄壁杆侧向稳定分析有限杆元模型

根据位移变分原理,建立有限杆元模型,对薄壁杆进行侧向稳定分析。在考虑截面扭转、翘曲同时,特别考虑了反映剪力滞后现象的杆壁中面上剪应交的影响。推导出薄壁杆侧向屈曲能量方程可适用求解常用边界条件,任意棱形截面形状的薄壁杆的屈曲特征值问题。     

螺旋细杆的均匀扭转振动

讨论螺旋细杆的特殊形式扭转振动，即均匀扭转振动．以非圆截面杆和有原始曲率的圆截面杆为研究对象．杆作均匀扭转振动时各截面有相同的扭角变化规律，且杆中心线的几何形状不受振动过程的影响．研究表明，扭振来源于杆截面的非对称性及杆的原始曲率．杆的扭振规律与单摆运动相似，其动力学方程存在精确解．圆环杆的均匀扭振为螺旋杆的倾角为零时的特例．