可展桁架结构展开过程分析

提出了一种分析构架式结构展开过程的有效算法。基于含多余广义坐标的动力学普遍方程 ,利用约束雅可比矩阵的零空间基引入一组准速率 ,得到独立的展开过程分析的动力学微分方程。为提高展开模拟的数值精度 ,文中提出了一种控制展开过程几何违约、速度违约和能量违约的数值稳定算法。该算法求解效率高 ,能和任意数值积分方法结合使用 ,能分析大型的构架式可展结构的展开过程     

可展桁架运动过程动力学模拟

针对可展桁架运动过程分析的算法已经被提出。本文在已有算法的基础上,着重对违约的修正、约束雅可比矩阵的生成、雅可比矩阵的Moore-Penrose广义逆计算进行推导和修正,进一步完善用广义逆方法求解可展桁架运动过程的动力学仿真算法。算例说明了算法的有效性。     

含刚性体可展开结构的准静态展开分析方法

包含具有一定几何形状刚性连续表面的可展结构可以有效提高展开效率,保证形状精度,具有较高的实用价值.刚性体按需要可为刚性曲板等,一般形状复杂且形式多样,展开分析中描述困难,目前还没有一种通用的处理方法.本文以节点坐标为变量建立一种通用的刚性体运动学方程,将运动学方程引入展开分析之中,利用广义逆矩阵法进行准静态展开过程分析.本文的方法数学描述简洁明快,包含的未知量少,且适用于含任意形状刚性体的可展开结构,数值计算算例验证了方法的有效性.     

具有非线性homologous变形约束的桁架结构形态分析

研究了具有非线性homologous变形约束条件的桁架结构形态分析问题。在已有的线性homologous变形约束桁架形态分析的基础上,将结构的节点分成三类:homologous变形约束节点,形状可变节点和边界点。运用Moore-Penrose广义逆矩阵性质,将基础方程组解的存在条件表示为包含形状可变节点未知坐标的非线性方程组,为采用Newton-Raphson方法求解非线性方程组,对AA (A为任意矩阵,A 为A的Moore-Penrose广义逆矩阵)求偏导数,找到了满足保型要求的形态,给出的桁架算例说明了本文方法的有效性。     

空间可展桁架拟静力展开分析的违约稳定方法

本文首次提出可展桁架拟静力展开分析的违约问题。根据受约束动力系统违约稳定与广义逆理论。采用位置违约的最小范数最小二乘解进行主动校正,有效降低位置违约,使展开过程位形模拟更准确。文中四个算例表明该方法正确、可靠。     

空间刚架结构的广义逆力法

在结构计算中，根据算法中所采用的基本未知量的不同．结构分析方法可以分为力法、位移法和混合法。其中位移法由于适宜计算机处理而在结构计算领域得到了广泛的应用．经典力法相比之下应用就远不如位移法普遍，虽然力法本身在力学上有其独特的优势。广义逆矩阵做为一种较新的数学工具，自二十世纪五十年代诞生以来正日益表现出越来越旺盛的生命力。广义逆力法就是一种基于力法和广义逆矩阵理论的新的迭代算法。这种算法是一种完全适合计算机处理的力法方法。该算法的思路以及对于求解线弹性空间刚架结构问题的具体公式均在文中给出并给出了算例。从算例计算结果可以看到广义逆力法有着较好的计算效率和计算精度。该算法的提出为力法在计算机计算领域的应用开拓了新的发展空间。该算法在材料非线性问题和结构并行计算方面也有着较好的应用前景。     

含刚性体可展开结构的展开过程动力学分析方法

在可展结构中设置刚性体可以有效提高展开效率,保证形状精度,因此含刚性体可展结构具有较高的实用价值。刚性体按需要可为刚性曲板等,一般形状复杂且形式多样,含任意形状刚性体可展结构的展开过程动力学分析比较困难。本文以笛卡尔坐标系下节点坐标及位移为变量,利用广义逆矩阵建立了一种通用的刚性体动力学方程,给出了利用Newmark—...     

基于广义预测控制的结构半主动控制研究

相对于主动控制和被动控制来讲,半主动控制具有一些更好的特色,对结构控制的应用有着较强的吸引力。本文以可调液柱阻尼器(TLCD)作为作动器来实现结构半主动控制,考虑到TLCD具有非线性阻尼特性,为了使结构控制能够顺利实现,本文采用了阶跃控制函数。为了使TLCD能够应用于实际结构,本文研究了基于离散状态方程的广义预测控制方法,并提出了单向控制策略。本文最后给出了计算实例。算例表明这一方法是有效的。     

关于精确结构静力重分析法的注记

结构重分析是与结构优化设计紧密相关的分析环节。位移约束条件、载荷与单元刚度矩阵可修改的精确结构静力重分析是较新的一种方法，文献[1,2]提出其结构静力重分析的列式，这一重分析方法被多篇综述文章引用。本文从另一角度推导结构修改的基本方程，并给出广义柔度矩阵的简便可行算法，推导过程简单明了，力学意义明显。     

结构创新设计题所引发的结构形态创构新问题

以一结构创新设计大赛为例,从结构形态创构的视角,分析应用结构形态创构技术进行结构创新设计时的表达及求解可能.发现即使针对简化版的工程设计问题,仍包含了许多目前结构形态创构技术所解决不了的新问题.通过加入人工决策信息简化设计空间,应用结构形态创构中的连续体结构拓扑优化方法对结构创新设计进行了初步探索,归纳提出了若干具有理论及应用价值的结构形态创构新问题.     

广义增量法在三维扁平桁架结构的弹塑性屈曲分析中的应用

本文利用广义逆矩阵,提出了解决非线性屈曲问题的广义增量法。并用该法分析了非线性荷载-位移关系曲线(其中包括极值点)。最后,给出一数值算例—三维扁平桁架结构的弹塑性屈曲分析,证明了本文方法的正确性和实用性。     

含裂纹有限结构的局部—整体分析

基于局部－整体分析法用限元研究了有限结构内含穿透裂纹的Ｉ型断裂问题,作为局部分人出了有限结构内穿透直裂纹尖端区域应力场的渐近表达式,并以此为位移模式构造了高阶奇异元,代替通常有限元分析中裂纹尖端的稠密网格。文中以中心穿透裂纹板结构为例细致地讨论了有限结构有限尺寸效应,讨论了结构厚度结构长度对应力强度因子的影响。     

有限宽板中心裂纹断裂过程区的长度和位移公式

对岩石、混凝土和陶瓷等准脆性材料进行断裂分析,有必要研究裂纹前端的断裂过程区所起的作用以及各种因素对它的影响。本文提出分析有限宽中心裂纹板剪切断裂过程区的方法,此方法基于D－B模型的叠加原理,考虑了压剪断裂的摩擦阻力,并将有限板宽影响简化为载荷的修正,以非常简便的方法推导出计算断裂过程区长度和位移的公式,这些公式补充了现有文献只有“无限大”板的解的不足。利用这些公式,分析各种参数对断裂过程区长度和位移的影响变得非常方便。     

环氧树脂涂层焦散线法及用于测定应力强度因子

本文提出了一种新的实验方法——涂层焦散线法,可用于难加工的非透明材料。作为应用,对铝试件的应力强度因子进行了测定并与有限元法的计算结果作了对比。在数据处理中采用多点法构造目标函数,并引入具有选代过程的统计试验法对其进行求解,从而提高了实验精度。     

基于神经网络的结构变形估计和形状控制

准确的变形估计是智能结构形状控制的前提。本文基于人工神经网络（ＡＮＮ）方法设计了智能桁架结构的变形估计器和形状控制器，根据结构系统有限数目的测量值可以估计结构变形并用于形状控制。该方法同时适于处理结构非线性问题。算例表明方法的可行性与有效性。     

确定疲劳极限的外推法

提出了利用成组法的结果代替升降法确定疲劳极限的外推法。首先给出以疲劳极限为参量的S－N曲线的数学表达式。然后将四组成组法的试验结果代入上式，得到四个等式。从这四个等式中消去其它的材质参量，即可得到求解疲劳极限的超越方程。在求得疲劳极限后，再根据上述试验结果以最小二乘法拟合上述其它材质参量。利用该方法可进一步做出完整的中值S－N曲线，这就大大地节约了疲劳试验的机时与疲劳试验费用。     

有限元秩亏方程的最小范数问题

为避免因确定边界约束条件时的不同而引起的应力，位移解不一致问题，作者认为在无明显稳定边界情况下应用整体最小范数法解算有限元方程，如存在相对稳定边界，则可采用部分最小范数解，在一定条件下，最小范数解更能反映位移场的真实状态，并使计算误差分布均匀。     

挠性自适应结构振动控制的分析与实验研究

采用自适应结构的原理和方法,对压电元件用于挠性结构振动控制的一些问题进行了探讨。对压电驱动器与结构的匹配关系进行了理论分析,对模态传感/驱动器在挠性悬臂板结构中的布置方案进行了优化设计,并进行了结构的振动控制实验,从而验证了方法的有效性     

The Analysis of Structures with Conditional Joints

ABSTRACT

The elements of a structure whose forces and/or displacements are limited by prescribed conditions are called “conditional joints.” This paper deals with mechanical and mathematical models of conditional joints and shows that their behavior can be characterized by relationships similar to the constitutive equations of ideal plastic and ideal locking materials. It is shown that the analysis of limit states and state changes of structures with conditional joints may also be carried out by means of theorems which are known in the theory of structures of ideal plastic and ideal locking materials.