径向压力作用下功能梯度圆板的过屈曲

基于经典非线性板理论,研究了功能梯度圆板在均匀的径向压力作用下的轴对称过屈曲问题.假设功能梯度材料性质只沿板厚度方向,并呈成分含量的幂指数函数形式变化.推导了问题的控制方程,并用打靶法对其进行数值求解.利用数值结果考察了梯度材料性质以及边界条件对板过屈曲行为的影响.结果表明,功能梯度板的过屈曲行为与各向同性均匀板有很大区别,材料的梯度性质和边界条件都对其有重要影响.     

ANALYTICAL RELATIONS BETWEEN EIGENVALUES OF CIRCULAR PLATE BASED ON VARIOUS PLATE THEORIES

Based on the mathematical similarity of the axisymmetric eigenvalue problems of a circular plate between the classical plate theory(CPT), the first-order shear deformation plate theory(FPT) and the Reddy's third-order shear deformation plate theory (RPT), analytical relations between the eigenvalues of circular plate based on various plate theories are investigated. In the present paper, the eigenvalue problem is transformed to solve an algebra equation. Analytical relationships that are expressed explicitly between various theories are presented. Therefore, from these relationships one can easily obtain the exact RPT and FPT solutions of critical buckling load and natural frequency for a circular plate with CPT solutions. The relationships are useful for engineering application, and can be used to check the validity, convergence and accuracy of numerical results for the eigenvalue problem of plates.     

轴对称von Korman位移型方程的打靶法求解

本文采用常微分方程两点边值问题的打靶法，建立了圆薄板轴对称大挠度弯曲ｖｏｎＫáｒｍáｎ位移型方程的自动求解过程．作为例子，分析了圆薄板在均布横向截荷作用下的非线性弯曲问题，给出了载荷参数大范围变化的解曲线     

热载荷作用下梯度多孔材料梁弯曲及过屈曲力学行为的研究

基于Bernoulli-Euler梁理论,引入物理中面解耦了复合材料结构的面内变形与横向弯曲特性,研究了梯度多孔材料矩形截面梁在热载荷作用下的弯曲及过屈曲力学行为．假设沿梁厚度方向材料的性质是连续变化的,利用能量法推导了矩形截面梁的控制微分方程和边界条件,并用打靶法对无量纲化的控制方程进行数值求解．利用计算得到的结果分析了材料的性质、热载荷、边界条件对矩形截面梁非线性力学行为的影响．结果表明,对称材料模型下,固支梁与简支梁均显示出了典型的分支屈曲行为特征,而其临界屈曲热载荷值均会随着孔隙率系数的增加而单调增加．非对称材料模型下,固支梁仍显示出分支屈曲行为特征,但其临界屈曲热载荷不再随着孔隙率系数的变化而单调变化;而对于两端简支梁,发生了弯曲变形,弯曲挠度随载荷的增大而增大．     

机械载荷作用下功能梯度梁的过屈曲分析

基于一阶剪切变形梁理论,对轴向载荷作用下的功能梯度梁的过屈曲行为进行了研究.推导出功能梯度梁非线性静态问题的基本方程、并求得梁过屈曲的精确解.该精确解显式地给出了梁的过屈曲变形与外载荷的非线性关系.根据所得结果,考察了外载荷、材料性质、长细比以及不同的边界条件等因素对功能梯度材料梁过屈曲行为的影响.结果表明,梯度材料性质、横向剪切变形以及不同边界条件对功能梯度材料梁的过屈曲特性均有显著影响.     

基于案例库建设的材料力学互动教学设计与实施

材料力学案例库建设,以知识点、情景和问题为案例三要素,整合了教师开发、毕业生推荐、在校生选编等案例资源。基于案例库的教学设计是以能力培养为目标,以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力为主线,以强化实践意识和安全意识为两翼。教学实施针对不同专业背景和学科差异,通过课前精选案例、课中互动讨论及课后交流分享,借助互联网技术应用,积极开展"指尖上的力学"教学,促进线上线下资源共享、课内课外师生互动、问题分析和问题解决深度融合,实现了教与学的相互促进。     

扁薄锥壳在变温和横向载荷作用下的过屈曲问题

研究了一周边固定的扁薄锥壳在温度载荷和横向载荷共同作用下的过屈曲问题.利用数值计算的方法,得到了温度载荷?横向均布静载荷和扁壳横向大挠度位移的关系曲线,可以明显看出扁壳结构的平衡路径随载荷的变化存在跳跃现象,并给出了一个特殊情况可能存在的几种不同的过屈曲构形.     

热变形下干气密封角向摆动非线性稳定性及混沌运动

建立了热变形下气膜-密封环系统角向摆动计算模型,考虑热变形对特例下的气膜温度场分布的影响,计算动环变形量,用Maple软件拟合得到变形后的气膜厚度,继而对角向刚度和阻尼进行拟合,得出的非线性受迫振动方程包含二次项、三次项,计算Floquet指数,对系统进行稳定性分析,求解Melnikov函数研究系统的混沌问题,得知外激励大小不变时,动力系统发生混沌运动的难易程度与阻尼大小呈负相关关系,求解出能够使系统稳定运行的螺旋角范围,当螺旋角为75°10′43″时系统发生Hopf分岔.结果表明,考虑热变形时,混沌现象及螺旋角的范围较不考虑热变形时都有一定变化,即热变形对系统的稳定运行有一定影响,在干气密封优化方面有实际的应用价值.     

薄环板与扁薄锥壳组合结构在横向载荷和温度载荷作用下的大变形问题

研究了在横向均布载荷和温度载荷作用下的一类薄环板与扁薄锥壳组合结构的大变形问题.利用打靶法对周边固定和周边简支的问题进行了数值求解,在不同的锥底和环板半径比例、不同的扁壳锥度下,分析和讨论了载荷与中心无量纲挠度之间复杂的非线性关系.这种关系反映了一类组合构件在力学性质上与其组成元件显著不同的特点.     

多涂层各向异性短纤维复合材料热弹性解

建立了包含任意层同轴圆柱壳体模型,并得到了热载荷作用下的空间轴对称控制方程.利用局部/总刚度矩阵方程方法,在假定材料的性质与温度无关的情形下获得了具有任意涂层正交各向异性单向短纤维复合材料的热弹性解析解.相比于经典的弹性力学方法--根据界面应力和位移连续联立方程组求解,所用方法极大地减少了未知量的个数,便于计算机编程.最后,针对具体的算例,给出了多涂层单向短纤维增强复合材料在热载荷作用下的位移场和应力场,分析了纤维体积含量Vf对复合材料位移和应力分布的影响.