Thermal-buckling of thin annular plates under multiple loads

On the basis of Von Kármán equations,the thermal-buckling of thin annular platessubjected to a field of non-uniform axisymmetric temperature and a variety of boundaryconditions is discussed.The linearized problem is analyzed and stability boundaries whichcharacterize instability of a plate are obtained by means of numerical and analysis methods.     

The growth of the void in a hyperelastic rectangular plate under a uniaxial extension

In the present paper, the finite deformation and stress analysis for a hyperelastic rectangular plate with a center void under a uniaxial extension is studied. In order to consider the effect of the existence of the void on the deformation and stress of the plate, the problem is reduced to the deformation and stress analysis for a hyperelastic annular plate and its approximate solution is obtained from the minimum potential energy principle. The growth of the cavitation is also numerically computed and analysed.Project supported by the National Natural Science Foundation of China     

裂纹问题的非局部弹性力学分析

求解并给出非局部弹性力学平面问题的单位集中不连续位移基本解,基于这些基本解和经典弹性力学中的不连续位移边界积分方程＿边界元方法,提出了一种非局部弹性力学平面问题的一般解法·利用该解法,研究分析了Ｇｒｉｆｉｔｈ裂纹、边缘裂纹等断裂力学中基本的但又很重要的问题·结果表明,裂纹前沿的应力集中系数与裂纹长度有关,给出了裂纹长度对断裂韧性ＫⅠｃ的影响·所得结果与已有实验结果一致·     

Controlling chaotic oscillations of visco-elastic plates by the linearization via output feedback

Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｃｈａｏｓｈａｓｄｒａｗｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｔｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｉｍｐｏｒｔａｎｃｅａｎｄｐｏｓｓｉｂｌｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ,ａｎｄｍｕｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｈａｓｂｅｅｎａｃｈｉｅｖｅｄ［１～４］．Ｔｈｅｅｘａｃｔｌｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔａｐｐｒｏａｃｈｔｏａｎａｌｙｚｅａｎｄｄｅｓｉｇｎｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓ,ａｎｄｈａｓｂｅｅｎｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏｃｏｎｔｒｏｌｃｈａ…     

The analysis of crack problems with non-local elasticity

IntroductionTheclassicalconhnuummechanicshasbeenusedtosolvemanyproblemsinmacrofracturemechanics,butencountersdifficulheswhentheeffectofITilcrocharacteristicdimensionshouldbetakenintoaccount.Thestressfieldverynearthecracktipisstillnotclear.Somephenomenaofshortcrackscannotbeexplained["']andsomemechanismoffracturehasnotbeensolvedyet.Thenon-localelashcitytheoryseemsattractivetotheseproblems.Thetheoryofnon-localelasticity,establishedanddevelopedbyEringenetal[3),connectstheclassicalcontinuummechan…     

幂强化材料和超弹性材料组合球体中孔穴的动态生成

在简单加载条件下,研究幂强化材料和超弹性材料组合球体中的动态孔穴生成和增长问题,首先在有限变形动力学的框架下建立了相应的非线性数学模型,得到了应力的表达式,利用变量变换的方法求得了外加载荷和孔穴半径之间的一个精确的微分关系式,证明了当突加载荷超过其临界值时,球体内部有孔穴的突然生成,并随时间呈现非线性的周期振动．通过数值计算,分析了材料参数和球体的半径比对孔穴生成和增长的影响,并与相应的静态结果进行了比较．结果发现,惯性力的影响降低孔穴生成的临界载荷,而且材料的塑性对孔穴生成和增长有明显的影响．     

热环境中粘贴压电层功能梯度材料梁的自由振动

研究了上下表面粘贴压电层的功能梯度材料Euler-Bernoulli梁在升温及电场作用下的屈曲和自由振动行为.在精确考虑轴线伸长基础上,建立了压电功能梯度材料层合梁在热-电-机载荷作用下的几何非线性动力学控制方程.其中,假设功能梯度材料性质沿厚度方向按照幂函数连续变化,上下压电层为各向同性均匀材料.在小振幅和谐振动假设下,上述非线性偏微分方程组被转化为两套相互耦合的常微分方程组,即过屈曲问题的控制方程和过屈曲构形附近的线性振动控制方程.采用打靶法数值求解上述两个耦合的常微分方程边值问题,获得了在均匀电场和横向非均匀升温场作用下两端固定压电.功能梯度材料层合梁在屈曲前和过屈曲构型附近的自由振动响应.绘出了梁的过屈曲平衡路径以及前3阶固有频率随热、电载荷及材料梯度参数变化的特性曲线.结果表明,梁的前3阶频率在屈曲前随着温度升高而减小,在进入过屈曲后它们却随着温度升高而增加.通过施加电压在压电层产生拉应力可有效地提高粱的热屈曲临界载荷,从而提高其固有频率.     

生长对超弹性球壳变形和稳定性的影响

应用连续介质力学有限变形理论建立受内压作用不可压超弹性球壳大变形问题的力学模型, 且运用基于变形梯度张量极分解的弹性体积生长理论分析生长对不可压超弹性球壳变形和稳定性的影响. 通过对球壳变形与内压关系式的数值计算得到不同生长条件下球壳的变形曲线和应力分布曲线及由生长引起的残余变形和残余应力分布. 计算结果表明生长对球壳变形特性有明显的影响, 生长影响球壳可产生不稳定变形的临界壁厚和临界内压, 且在某些情况下可改变球壳的稳定性. 生长在球壳中可产生一定的残余变形和残余应力, 对球壳中的应力分布有一定的影响. 另外当生长的程度足够大时, 即便没有外力作用,球壳仅在生长引起的残余应力作用下也可产生不稳定变形.      

具有初始构型的MEMS驱动器的跳跃和吸合现象研究

在曲梁变形后以弧长为参数的自然坐标系中,利用曲梁大变形分析理论,建立了具有任意初始构型的微电驱动器大变形电动力学分析的数学模型,并采用微分求积法(DQM)进行空间离散,得到了一组具有强非线性的微分-代数系统方程,运用Petzold-Gear BDF方法进行时间域内的求解。研究了MEMS驱动器在电场力作用下的瞬态动力学特性,包括跳跃(snap-through)和吸合(pull-in)现象,并与已有实验结果进行了比较。     

弹性或弹塑性土体中桩基的大变形分析

采用弧坐标,首先建立了位于弹性地基或弹塑性地基上并具有初始位移的桩基大变形行为的非线性微分方程组,并采用Winkeler模型来模拟地基对桩基的抗力;其次,应用微分求积方法离散非线性微分方程组,得到一组离散化的非线性代数方程,并给出了利用Newn-Raphson方法求解非线性代数方程的步骤;作为应用给出了数值算例,得到了桩顶受组合载荷作用时,变形后桩基的构形、弯矩和剪力,考察了土的弹性和弹塑性性质、桩基初始位移、荷载等参数对桩基力学行为的影响.最后将模型进行简化,得到了小变形理论的解析解,并比较了由大变形理论与小变形理论所得结果的差别.