求解几何非线性桩-土耦合系统的微分求积单元法

将桩-土系统看成在土层中嵌入了一根等圆截面桩的空间轴对称弹性体,在几何非线性的条件下建立了具有间断性条件的桩-土系统的非线性控制方程,并运用微分求积方法(DQEM)来求解了该问题.提出了利用DQEM求解非线性空间轴对称问题中处理单元之间连接条件(包括间断性条件)及边界条件的离散化方法,最终得到了一组离散化的非线性DQEM代数方程,运用Newton-Raphson迭代方法求解非线性代数方程组可以得到每个节点处的位移,进一步可以得到系统的应力和应变.给出了两个数值算例,并与有限元解进行了比较,它们是非常吻合的.将看到,由于在采用DQEM求解时只布置了较少的节点,因此,该文方法具有较小的计算工作量、较高的精度、良好的收敛性以及应用广泛等优点.该文提出的处理连接条件的方法是一个一般的方法,由于它在数学上遵循了求解边值问题的思路,因此,数学上也是严谨的.     

Stability and chaotic motion in columns of nonlinear viscoelastic material

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｄｙｎａｍｉｃａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｓｍｏｒｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｔｈａｎｔｈａｔｏｆｅｌａｓｔｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ,ｓｉｎｃｅｔｈｅｓｔｒｅｓｓ＿ｓｔｒａｉｎｒｅｌａｔｉｏｎｏｆｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆｔｅｎｌｅａｄｓｔｏａｎｉｎｔｅｇｒｏ＿ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｍｏｔｉｏｎ .Ｉｎｔｈｅｅａｒｌｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｌｉｎｅａｒｖｉｓｃｏ…     

旋转薄壳转点频段的轴对称振动解

用渐近方法求解了含转点频段的旋转薄壳自由振动方程,重新定义了第一和第二类广义相关函数,求得了一致有效解.该解的新颖之处在于具有对称的耦合结构,即转点一侧的奇异无矩解在另一侧含有快变弯曲解成分,同时转点一侧的1个弯曲解在另一侧含有慢变无矩解成分.数值计算表明,所得一致有效解与有限元计算结果吻合.     

轴向变速运动粘弹性弦线横向振动的复模态Galerkin方法

在考虑初始张力和轴向速度简谐涨落的情况下,利用含预应力三维变形体的运动方程,建立了轴向变速运动弦线横向振动的非线性控制方程,材料的粘弹性行为由Kelvin模型描述．利用匀速运动线性弦线的模态函数构造了变速运动非线性弦线复模态Galerkin方法的基底函数,并借助构造出来的基底函数研究了复模态Galerkin方法在轴向变速运动粘弹性弦线非线性振动分析中的应用．数值结果表明,复模态Galerkin方法相比实模态Galerkin方法对变系数陀螺系统有较高的收敛速度．     

分数积分的一种数值计算方法及其应用

提出了一种只需要存储部分历史数据的分数积分的数值计算方法,并给出了误差估计。这种方法可对包含分数积分和分数导数的积分-微分方程进行较长时间的数值计算,克服了存储全部历史数据的困难,并能对计算误差进行控制。作为应用,给出了具有分数导数型本构关系的粘弹性Timoshenko梁的动力学行为研究的控制方程,利用分离变量法讨论梁在简谐激励作用下的动力响应,然后用新提出的数值方法对控制方程进行数值计算,数值计算结果和理论结果进行了比较,它们比较吻合。     

具有分数导数本构关系的粘弹性Timoshenko梁的静动力学行为分析

利用粘弹性材料的三维分数导数型本构关系,建立粘弹性Timoshenko梁的静、动力学行为研究的数学模型;分析Timoshenko梁在阶跃载荷作用下的准静态力学行为,得出了问题的解析解,考察了一些材料参数对梁的挠度的影响。基于模态函数讨论了粘弹性Timoshenko梁在横向简谐激励作用下的动力响应,并考察了剪切和转动惯性对梁振动响应的影响。     

超弹性材料中空穴的动态生成

本文在有限变形动力学的框架下研究了一种不可压超弹性材料圆柱体在表面突加均布拉伸载荷作用下空穴的动态生成问题,除一个相应于均匀变形状态的平凡解外,当外加载荷超过其临界值时,柱体内部还有空穴的突然生成,得到了空穴半径和表面载荷之间的一个精确的微分关系,证明了空穴随时间的演化是非线性的周期性振动,给出了空穴振动的相图、最大振幅、临界载荷及近似的周期。     

热超弹性材料中的空穴生成问题

研究热超弹性材料中的空穴生成问题,讨论了温度对空穴生成的影响．球体的材料为考虑温度影响的不可压Gent-Thomas材料,或者说是一种与不可压Gent—Thomas材料对应的热超弹性材料,得到了在表面死载荷作用下球体中空穴生成时的分叉曲线及临界载荷,给出了球体中的应力分布,讨论了温度对临界载荷、分叉曲线和应力分布的影响。     

Dynamical formation of cavity in a composed hyper-elastic sphere

The dynamical formation of cavity in a hyper-elastic sphere composed of two materials with the incompressible strain energy function, subjected to a suddenly applied uniform radial tensile boundary dead-load, was studied following the theory of finite deformation dynamics. Besides a trivial solution corresponding to the homogeneous static state, a cavity forms at the center of the sphere when the tensile load is larger than its critical value. An exact differential relation between the cavity radius and the tensile land was obtained. It is proved that the evolution of cavity radius with time displays nonlinear periodic oscillations. The phase diagram for oscillation, the maximum amplitude, the approximate period and the critical load were all discussed.     

载电流简支杆的磁弹性屈曲和过屈曲

讨论了磁场中载电流简支杆的非线性稳定性问题，其磁场由两根无限长平行直导线产生，并且自然状态的简支杆位于两导线的中间．结果表明，两导线间的距离和电流方向对杆过屈曲的性态有着显著的影响．