压电、压磁耦合弹性介质圆板的自由振动

依据横观各向同性压电、压磁耦合弹性介质材料的动力学方程,导出了压电、压磁弹性圆板在轴对称变形下的状态变量方程,在给定的边界条件下,通过Caylay—Hamilton原理和利用传递矩阵方法,导出了单层和多层压电、压磁耦合弹性介质圆板自由振动的状态变量解．算例表明,得到了在不同情况下板的最低阶频率随板厚跨比的变化规律,得知压电、压磁材料层合板的振动特性与材料的叠层顺序有关．     

压电、压磁及电磁耦合弹性介质材料的弹性常数与工程材料常数之间的关系

从横观各向同性的压电、压磁和电磁耦合弹性介质材料的平衡方程、梯度方程和本构方程出发，导出了三维压电、压磁和电磁耦合弹性介质材料的弹性常数在二维情况下的表达式。同时，讨论了平面应力、平面应变和轴对称情况下材料常数的对应关系，进而分析了z轴极化的压电、压磁和电磁耦合弹性介质材料的弹性常数与工程常数之间的关系。分析结果表明压电、压磁和电磁耦合弹性介质材料的弹性常数和泊松比与弹性、压电、介电、压磁、电磁和磁通率等常数有关，这是由于该材料的机电耦合性导致其弹性常数和泊松比较单一材料的要复杂的多。     

压电、压磁弹性体的空间问题研究

从横观各向同性压电、压磁弹性体空间问题的基本方程出发,建立由位移、电势和磁势函数所表示的控制偏微分方程组,通过引入势函数来研究压电,压磁弹性体的空间问题一般解.针对压电、压磁半无限体受法向集中力作用,导出位移、应力、电位移、电势、磁感和磁势函数的具体表达式.     

压电叠层梁的动力精确解

以压电材料的弹性力学基本方程和本构方程为基础,引入状态空间法,在忽略体力、体电荷和体电流的情况下,推导出了压电材料的状态变量方程。然后结合边界条件,得到了简支压电梁自由振动频率的状态空间解,并进一步推导出了压电简支叠层梁振动频率的精确解,此解形式简单、精确,便于应用。     

带有部分耗散和磁扩散的二维不可压MHD方程组解的正则性条件

研究了带有部分耗散和磁扩散的二维不可压磁流体力学方程组解的正则性问题,给出带有混合部分耗散和磁扩散(速度场和磁场只有同一个方向上的二阶偏导数)的二维不可压Magnetohydrodynamics(MHD)方程组的一个整体正则性条件.证明了只要磁场在一个方向的偏导数满足一定条件,那么带有混合部分耗散和磁扩散的二维不可压MHD方程组的唯一局部经典解为整体经典解.     

压电陶瓷二维裂纹问题的对偶方程及其解析解

为了探求压电材料平面动态断裂力学问题的有效求解方法,引入势函数表示压电材料的基本微分方程,采用半无限对称的Fourier正弦变换和Fourier余弦变换的方法对微分方程进行变换,建立了二维压电材料Ⅰ型裂纹问题的对偶方程,求得应力强度因子和电位移强度因子的解析解.结果表明该研究方法是可行的,为研究压电介质内的动态耦合场问题奠定了基础.     

微分方程最优控制问题的超收敛分析

讨论带有逐点控制约束条件的最优控制问题超收敛性.在有限元离散化中,控制变量用分片常函数近似,状态变量和伴随状态变量用分片线性函数近似,并重新构造控制变量u的插值u1.证明了状态方程为二维椭圆方程时,插值u1与控制u的有限元解uh的误差估计收敛阶为2.     

电磁系统磁场的有限元计算方法

有限元法是一种有效的数值计算方法,它不仅适用于解线性椭园型方程问题,而且可用于解电磁系统磁埸的非线性问题。本文主要叙述二维磁埸问题有限元方法的基本原理。着重从电磁埸的能量关系来论证偏微分方程边值问题与非线性能量泛函极值问题的等价性,说明磁埸能量泛函的物理意义,并阐明有限元法的离散化过程。最后引用E形电磁铁的计算实例。     

基于L-S理论的压电球壳广义热冲击分析

基于L-S广义热弹性理论,针对压电球壳受表面球对称热冲击作用下的热弹性问题进行分析.从三维压电弹性理论基本方程出发,利用Laplace变换,建立耦合的6阶状态方程;采用层合近似模型,将状态方程转化为关于径向坐标的常系数状态方程.利用界面连续条件得到球壳内、外状态变量的整体传递关系,结合球壳内、外边界条件,可以确定频域内所有状态变量,通过数值反变换获得时域解.数值算例给出热冲击作用下压电球壳的位移、应力、电势和温度等物理量的分布规律,考察热松弛时间对热冲击作用效果的影响.     

用二维逆Born近似法对杆中方形缺陷的重构

为了重构弹性介质中散射体的形状,在三维弹性波散射问题的Born近似解基础上,进一步分析了在纵波入射条件下二维散射问题的Born近似解,对铝质长杆中的方形空穴缺陷的散射场情况进行了对比分析．提出了在低频下识别缺陷几何特征的二维逆Born近似法,并用此法对铝质长杆中的3种方形空穴缺陷作了计算机模拟．模拟的结果说明用二维逆Born近似法对缺陷几何特征的识别是有效的．     

周边简支空心压电圆板表面均载弯曲

本文利用横观各向同性压电材料的通解和所构造的三个调和函数,给出了受均布载荷的周边简支空心圆板的解析解,退化得到实心圆板的解,比较了ＰＺＴ－４实心圆板和ＰＺＴ－４有相同弹性常数的横观各向同性圆板的中心挠度和弯矩。     

层状横观各向同性地基轴对称问题的位移解法

通过对各向同性弹性体力学中拉甫位移函数重新修正,并利用Hankel积分变换理论,在变换域内得到了横观各向同性地基的通解,从而求得单层地基的应力和位移解,运用矩阵传递方法和Hankel积分反演变换推导了层状横观各向同性地基在轴对称荷载作用下的解析解,给出了数值计算结果.     

均布荷载作用下简支磁电弹性梁的解析解

对磁电弹性材料构成的两端简支梁,在均布荷载作用下的弯曲问题按平面应力问题进行了研究.从横观各向同性磁电弹性体的三维基本方程出发,简化得到平面问题的基本方程,给出了用四个拟调和函数表达的四个特征根互异情况下的通解,进而以试凑法推导出了均布荷载作用下简支磁电弹性梁的位移、电势、磁势、应力、电位移和磁通密强度的解析解,所得解有易于理解、便于校对、形式统一简洁的特点.并且将计算结果与压电材料和弹性材料相应结果进行了分析、比较,发现应力σz与τxz材料常数无关,且与各向同性弹性梁结果一致;位移和电势受材料常数影响较大,而应力和电位移影响较小.所得结果为验证各种数值计算方法提供了参考依据.     

横观各向同性地基轴对称问题的应力和沉降分析

通过实验发现岩土地基中普遍存在各向异性现象 ,而目前按照各向同性地基模型计算势必会引起较大误差 ,为了提高地基中应力和沉降计算的精确度 ,本文将各向同性轴对称问题下的拉甫位移函数推广到横观各向同性地基轴对称问题 ,得到了位移分量与横观各向同性下拉甫位移函数的关系式 ,并通过积分变换得到了横观各向同性地基应力和沉降的通解     

单向复合材料分析的三维横观各向同性边界单元法

对于象单向复合材料的典型横观各向同性弹性体,本文引入了三个位移势函数,求出了问题的基本解,根据弹性力学的Betti定理,建立了三维横观各向同性二次等参单元的边界单元法。最后,计算了两个算例,特别是使用该方法研究了单层纤维复合板在拉伸时的孔边应力集中。     

Fundamental solutions for plane problem of piezoelectric materials

Based on the basic equations of two-dimensional, transversely isotropic, piezoelectric elasticity, a group of general solutions for body force problem is obtained. And by utilizing this group of general solutions and employing the body potential theory and the integral method, the closed-form solutions of displacements and electric potential for an infinite piezoelectric plane loaded by point forces and point charge are acquired. Therefore, the fundamental solutions, which are very important and useful in the boundary element method (BEM), are presented.     

SH波对半无限圆形凹陷地形造成的位移场的研究

本文将用求解弹性波散射与动应力集中的复变函数法推广来求解任意形凹陷地形对SH波的散射问题。给出了逼近任意形状凹陷地形的SH波散射问题解的完备函数序列及边界条件表达式。进一步利用Herrnite多项式构成正交函数,将待求解问题归结为对一组无穷代数方程组的求解问题。最后,就半圆形凹陷地形对SH波的散射问题进行了计算,并给出了数值结果。     

Pasternak地基上横观各向同性圆柱片壳的自由振动

给出了Ｐａｓｔｅｒｎａｋ地基上简支的横观各向同性圆柱片壳的自由振动的精确角地横观各向同性介质的三维弹性理论,引入３个位函数,对运动主程进行了简化。对应移函数进行一系列正交伦后,得到３个二阶常微分方程。最后给出耦合振动频率方程。给出了算例,并与壳体理论进行了比较。     

Exact axisymmetric solutions for laminated transversely isotropic piezoelectric circular plate (Ⅰ)——Exact solutions for piezoelectric circular plate

Based on three-dimensional elastic equations for piezoelectric materials, the state equations for piezoelectric circular plate under axisymmetric deformation are derived. Applying Hankel transform to them and letting the free boundary terms resulting from Hankel transform be zero, a set of ordinary differential equations with constant coefficients and associated boundary conditions are obtained. Furthermore, two exact solutions corresponding to generalized rigid slipping and generalized elastic simple support are deduced. Then, the governing equations obtained reduce to equations for axisymmetric problem of transversely isotropic circular plate. Under the two types of boundary conditions of elastic simple support and rigid slipping, exact solutions are derived. Finally, numerical results are presented and applicability of the classical plate theory is discussed.