端部受冲击作用的悬臂曲梁的实验研究

本文报导了具有不同端部质量的90°圆弧悬臂梁端部受冲击载荷的实验结果.实验中观察到梁在撞击后程短时间内有塑性区段从端部附近移向根部,梁变形达最大后有明显的反向甩动.变形后梁上各点曲率改变量在梁中部附近有极大值,在根部达最大值.实验结果与理想刚塑性模型的计算结果进行了比较.     

单点系泊防碰圈的理论分析

本文提出了单点系泊防碰圈的计算模型。利用曲梁理论分析两辐条间外缘圈的变形与内力,进而由边界条件与连续条件获得了防碰圈的理论解。文末以南海涠10—3油田单点系泊防碰圈为例,详细地分析了防碰圈系统的內力与变形随辐条预紧力的变化关系?峁砻麂?0—3油田单点系泊防碰圈多次发生的辐条破断事故可能是由于辐条预紧力不够合理造成的。 主题词     

埋地管道对称水平弯头的弹性地基曲梁解

本文在分析埋地管道水平弯头计算中的“弹性杭弯铰”模型的基拙上,提出了一种更符合管道受力与变形特征的计算模型。给出了该问题按纵横弯曲弹性地基曲梁求解的一般解答。文末用算例说明了水平弯头的曲率半径和弯头夹角时管道内力、位移的影响。     

曲线梁研究进展

曲线梁在工程中的应用非常广泛, 但由于曲率的影响, 导致梁内弯矩和扭矩的耦合, 使得 曲线梁的研究相对直梁非常复杂. 本文从4个方面较为详细地评述了近年来国内外曲线梁的 研究进展情况. 从曲线梁的平衡方程、几何方程和基本微分方程出发, 概述了曲线梁静动力 学的基本理论、建模及分析方法; 面内面外振动及分析方法; 非线性问题及分析方法; 特别 评述了有限元单元法在曲线梁研究中的应用, 论述了各种曲梁单元的优缺点; 对复合曲线梁 的发展及理论研究进行介绍; 推导了空间曲线梁非线性动力学方程; 最后提出了值得进一步 研究的方向及采用的方法.     

曲梁压电俘能器强迫振动的格林函数解

本文运用格林函数法求解了曲梁压电俘能器在强迫振动下的解析解.运用微分法分析了压电层合曲梁结构面内各内力,根据曲梁压电 俘能器的动力学方程组,基于压电本构关系,建立了包含径向阻尼但不考虑俘能器曲梁结构部分的轴向力以及轴向惯性项的Prescott力 电耦合模型. 采用Laplace变换法求得了耦合振动方程的格林函数解.根据叠加原理和格林函数的物理意义,对耦合的系统方程解耦进而 求得强迫振动下曲梁压电俘能器的输出电压. 数值计算中,通过与现有文献的解析解进行对比,验证了本文解析解的有效性,并研究了阻 尼、电阻等重要物理参数对压电函数和谐振频率的影响.通过与有关传统直梁压电俘能器研究成果的对比,体现了曲梁压 电俘能器Prescott模型的高效集能特性. 数值分析研究表明:(1)使得曲梁俘能器达到最大输出电压时连接的最优负载电 阻为1 M$\Omega$;(2)通过更换适当的基底材料,降低材料的弹性模量,可以改变曲梁俘能器的高基频现象,以使结构适应 更复杂的工作环境,但这会导致俘能器的工作效率降低.      

带集中质量的旋转柔性曲梁动力学特性分析

本文对带集中质量的平面内旋转柔性曲梁动力学特性进行了研究.基于绝对节点坐标法推导出曲梁单元,其中该曲梁单元采用Green-Lagrangian应变,并根据曲梁变形前后的曲率变化和曲率的精确表达式计算了曲梁单元弹性力所作的虚功.通过虚功原理,利用$\delta$函数和中心刚体与悬臂曲梁之间的固支边界条件,建立了带集中质量的旋转柔性曲梁非线性动力学模型.基于该模型,本文仿真计算了悬臂曲梁的纯弯曲问题和带有刚柔耦合效应的旋转柔性曲梁动力学响应问题,以此分别讨论了所提出曲梁单元的收敛性和动力学模型的正确性.进一步应用D'Alembert原理,将旋转曲梁等效为带离心力的无旋转曲梁,通过线性摄动处理得到系统的特征方程,以此分别研究了旋转角速度、初始曲率和集中质量对曲梁动力学特性的影响.最后重点分析了旋转曲梁的频率转向和振型切换问题,并阐述了两者之间的相互关系.研究结果表明:随着旋转角速度的增大,曲梁的频率特性与直梁的频率特性相近,以及曲梁拉伸变形占主导的模态振型会提前.      

薄壁曲梁的稳定性研究进展

曲梁是桥梁、建筑、船舶、航空和航天工程中常见的薄壁构件,根据外载荷与主曲率平面的关系,又被称为拱或水平曲梁.随着工程材料的日益发展,如复合材料、功能梯度材料的引入,曲梁的应用范围更加广泛,进一步推进了薄壁曲梁稳定性问题的研究.本文首先对薄壁梁结构的稳定性行为进行了分类.接着简述了薄壁构件的基本假设,对比了近几十年来薄壁曲梁的基本理论,针对复合材料薄壁曲梁,总结了相应的本构关系,并对各理论间存在的分歧进行了归纳.结合最新的薄壁曲梁研究,根据平衡法、能量法和虚位移(虚功)原理推导出控制微分方程,阐述了相应的求解方法,如解析法、半解析法和数值解法.为验证薄壁曲梁理论的准确性,曲梁承载能力试验验证尤为重要,但目前国内外相关研究还很少,亟待发展.最后讨论了现阶段薄壁曲梁研究的局限性和未来发展的方向.     

变截面曲梁单元及应用

本文提出了三结点和四结点平面变截面曲梁单元,按柔度法推导了单元刚度矩阵,并编制了相应的计算机程序。通过算例表明,用这种单元计算如拱、变截面的杆系结构,具有精度高、所需单元少、准备数据工作量小、节省机时的特点,并可应用于某渡槽的计算。     

计算复杂截面曲梁刚度的一种数值方法

计算复杂形状截面的曲梁的刚度,采用才于料力学和弹性力学的求解方法是十分困难的;使用有限元法,将因形状复杂,计算工作量大,计算费用高而不方便;使用文献[1]中提出的方法,也有弊端。本文对[1]中提出的方法进行了修正。本方法是一种计算量小,程序简单,精度较高的数值方法。已在千分尺尺架的CAD 设计软件中成功地加以应用,在需要反复进行结构分析的最优化设计中更显示出其计算量小、精度高和费用低的优点。     

基于能量变分法的曲线组合箱梁畸变效应分析

目的 研究曲线钢与混凝土组合箱梁主要设计参数对畸变效应的影响,减小组合梁的畸变。方法 通过能量变分法建立曲线组合箱梁畸变方程,分析集中荷载作用下截面尺寸及曲率半径对曲线组合箱梁畸变效应的影响。结果 增加钢腹板厚和梁高可显著减少畸变效应;箱梁的曲率半径不宜过小,当曲率半径小于100 m时畸变效应明显;梯形截面比矩形截面更有利于限制结构畸变,为控制畸变效应,根据曲率半径的差异,主控不同的设计参数。结论 当曲率半径小于100 m时,曲线组合梁的高跨比宜为0.6,高宽比宜为1,钢腹板厚宜大于30 mm;当曲率半径大于100 m时,主要通过增加钢腹板厚控制畸变,其厚度宜为20～40 mm。