弹性力学空间轴对称问题的一种复变函数法

本文引用了复变量广义解析函数概念,证明了空间轴对称问题的拉甫应力函数可以用两个适当选择的广义解析函数表示,据此即可导出应力分量、位移分量及边界条件的复变函数表示式,进而就可利用复变函数法求解空间轴对称问题。本文用这种方法求解了含有一个球形空腔的圆轴在两端受拉时的解答,表明了以此法分析求解空间轴对称问题的可能性。     

轴对称弹性体扭转问题的无网格自然邻接点Petrov-Galerkin法

本文将无网格自然邻接点Petrov-Galerkin 法应用于轴对称弹性体扭转问题的求解．无网格自然邻接点Petrov-Galerkin 法采用自然邻接点插值构造试函数，并且采用三角形线性单元的形函数作为加权残值法的加权函数．自然邻接点插值构造的试函数满足Kronecker delta 函数性质，因此本质边界条件的施加十分方便．由于几何形状和边界条件的轴对称特点，原来的空间问题简化为二维问题求解，因此计算时只需要横截面上离散节点的信息．数值算例结果表明，所提出的方法对求解轴对称弹性体扭转问题是行之有效的．     

空间轴对称问题的两类基本应力函数束及其应用

1.两类基本应力函数束众所周知,空间轴对称问题的基本应力函数(?)(r,(?))由双调和方程确定.本文采用变换(?)(r,z)=r~2f(r,z)或(?)(r,z)=(?)~2g(r,z)将方程(1)化为 f(r,z)或 g(r,z)的新方程,再利用[2]提出的变换-分离变量法求解此新方程,从而得到空间轴对称问题的两类基本应力函数.     

变边界粘弹性轴对称问题的复变函数法

对边界几何形状、位置随时间变化的变边界结构,给出了用复变函数求解粘弹问题的解析方法。文中用拉普拉斯变换结合平面弹性复变方法,对内外边界变化时粘弹性轴对称问题进行求解。引入两个与时间、空间相关的解析函数,给出了变边界情况下应力、位移以及边界条件与解析函数的关系。当解析函数形式部分确定,则可用边界条件求解其中与时间相关的待定函数。求解待定函数的方程一般情况下为一系列积分方程,特殊情况可求得解析解。对轴对称问题中应力边值问题、位移边值问题以及混合边值问题,分别利用边界条件求得相关系数,从而得到了应力与位移的解析表达。当取Boltzmann粘弹模型时,进行不同边值问题的分析。分析显示,应力、位移的形态与大小均与边界变化过程相关,与固定边界粘弹性问题有较大不同。本文解答可用于粘弹性轴对称问题内外边界任意变化及各种边值问题的力学分析。此外,该法可进一步进行荷载非对称、复杂孔型变边界问题的求解。     

空间轴对称问题的两类基本应力函数束及其应用

<正> 1.两类基本应力函数束众所周知,空间轴对称问题的基本应力函数(?)(r,(?))由双调和方程确定.本文采用变换(?)(r,z)=r~2f(r,z)或(?)(r,z)=(?)~2g(r,z)将方程(1)化为 f(r,z)或 g(r,z)的新方程,再利用[2]提出的变换-分离变量法求解此新方程,从而得到空间轴对称问题的两类基本应力函数.     

考虑尺寸效应的双材料轴对称界面端应力奇异性

提出了一种分析双材料轴对称界面端的应力奇异行为的特征值法.基于弹性力学空间轴对称问题的基本方程和一阶近似假设,利用分离变量形式的位移函数和无网格算法,导出了关于应力奇异性指数的离散形式的奇异性特征方程.由奇异性特征方程的特征值和特征向量,即可确定应力奇异性指数、位移角函数和应力角函数.数值求解了纤维/基体轴对称界面端模型的奇异性特征方程, 结果表明:尺寸效应参数δ(奇异点与轴对称轴的距离和应力奇异性支配区域大小的比值)影响着应力奇异性的强弱与阶次, 准一阶近似解析解只是δ>>1时的一个特例.      

按位移推导平面轴对称问题的一般性解答

根据平面轴对称问题的物理概念, 将平面轴对称问题分为轴对称应力问题和轴对称位移问 题, 给出了这两种轴对称问题的基本方程, 并指出平面轴对称位移问题是平面轴对称应力问 题的特例. 在此基础上, 分别按位移推导了平面轴对称应力问题和平面轴对称位移问题的一 般性解答. 按位移推导平面轴对称问题, 可以考虑体力分量, 从而可避免按应力函数推导平 面轴对称应力问题时不能考虑体力分量的局限性.     

轴对称物体内三维残余应力场的确定

三维残余应力场的测量理论是国内外未能解决的问题.本文建立了新的轴对称空间力学模型,介绍了对45钢140×200圆柱体进行内剥层测量的实验.在分析中引入了罐载和非罐载应力的概念,为正确处理变动的边界条件给出了思路、使得空间力学模型真实地反映了轴对称体内残余应力的实质.在求解中提出了变应力函数及其解法,使得轴对称三维残余应力场的测量理论得到了真正解决.     

关于轴对称问题的应力函数

本文论述按应力求解轴对称问题的协调方程和应力函数,建立了应力函数与——Neuber通解间的关系。 1.协调方程。轴对称问题的平衡方程是     

变厚度圆柱壳的轴对称弯曲问题

本文详细地研究了厚度h=h_0ξ~的圆柱壳的轴对称弯曲问题.文中通过引入一个位移函数H(ξ),将该问题的方程组化成一个关于H(ξ)的6阶常微分方程,用广义超几何函数给出问题的精确解.     

三维有限变形弹性问题的分析方法

至今还未见到用通常的应力函数和位移函数分析三维有限变形弹性问题的报导。利用Hasegawa的工作和Adkins的摄动法,本文将位移函数用于求解表面力或体积力作用下的有限变形轴对称弹性问题,提出一个分析可压缩和不可压缩材料三维弹性问题的新的解析法,并用两个简单例子验证了这种分析方法。     

Analogy solutions of axisymmetrical twist problems by axisymmetrical finite element program

It used to be considered that an axisymmetrical problem and a twist problem of an axisymmetrical body cannot be simulated by each other, because the number of unknown variables in an axisymmetrical problem is greater than that in a twist problem, and the governing equations are not the same. This paper proposes a degenerated analogy method, by which the twist problems of axisymmetrical bodies can be simulated by axisymmetrical problems with finite element programs.An ordinary structural analysis method can be used to analyze an axisymmetrical problem, but a twist problem of axisymmetrical bodies is treated as a 3-dimensional problem usually. According to the method proposed in this paper, the analysis of a twist problem can be simulated by the analysis of an axisymmetrical body with a structural analysis problem. The example of analysis computation is also given. Thecomputed result is in agreement with the theoretical result.In this paper, the constitutive relation of the degenerated analogy problem is given.The authors suggest that a twist problem of a body made of any materials is simulated by an axisymmetrical problem of a body made of orthotropic material. If you have to use some program for the axisymmetrical problem to be limited to isotropic materials the penalty coefficient method can be used to solve the problem.     

The analytical method for three-dimensional elastic problems in finite deformations

The three-dimensional elastic problems in finite deformations are not known to have been analyzed by the usual stress function and displacement function. By applying Hasegava's presentation and Adkins perturbation method, we propose a new analytical method for three-dimensional elastic problems for compressible materials and incompressible materials, using the displacement function for axisymmetrical elastic problems in finite deformations with surface force or body force. Further, this analytical method is examined by two simple examples.     

用Green函数求解扁球壳受环状线载和线偶作用的问题

本文从复变量形式的扁壳基本方程出发,通过建立复Green函数导出了在环状线载和线偶作用下扁球壳的位移和内力分布,通过积分可以求得轴对称的表面受变化分布载荷情况的解答,本文方法还可求得圆饭、圆柱壳等问题的解答,而且适用于各种轴对称边界条件。     

轴对称体扭转问题的轴对称有限元模拟解

轴对称体的轴对称问题与扭转问题一向被认为是两个互相不能模拟的问题.前者的未知量与方程多于后者,形式也不相同.本文提出一种退化模拟方法.能够把扭转问题模拟为轴对称问题的一类特殊情况来解.一般的结构分析程序都能够分析轴对称问题,但轴对称体的扭转问题通常作为三维问题处理.按本文提出的方法,可用结构分析程序的轴对称分析功能模拟扭转分析.本文还给出模拟计算的算例.计算结果表明与理论解完全一致.本文对退化模拟的材料本构关系进行了研究,建议在数值计算时以各向异性材料的轴对称问题模拟任何材料的扭转问题.当限定用各向同性材料的轴对称问题来模拟时,采用了罚系数法.     

A novel non-primitive Boundary Integral Equation Method for three-dimensional and axisymmetric Stokes flows

A new Boundary Integral Equation (BIE) formulation for Stokes flow is presented for three-dimensional and axisymmetrical problems using non-primitive variables, assuming velocity field is prescribed on the boundary. The formulation involves the vector potential, instead of the classical stream function, and all three components of the vorticity are implied. Furthermore, following the Helmholtz decomposition, a scalar potential is added to represent the solenoidal velocity field. Firstly, the BIEs for three-dimensional flows are formulated for the vector potential and the vorticity by employing the fundamental solutions in free space of vector Laplace and biharmonic equations. The equations for axisymmetric flows are then derived from the three-dimensional formulation in a second step. The outcome is a domain integral free BIE formulation for both three-dimensional and axisymmetric Stokes flows with prescribed velocity boundary condition. Numerical results are included to validate and show the efficiency of the proposed axisymmetric formulation.     

板材自由表面受法向集中力时的理论解

基于三维轴对称弹性理论,利用镜像点方法,给出了无限板表面受法向集中力作用的显式理论解．该解可用作格林函数,来求解分布力的问题．由于板的两个表面的反复映射,载荷点的镜像点有无穷多个,严密解是以固定在各镜像点的局部坐标系下的位移函数的和的形式给出的,但只需考虑前几个镜像点,就可获得足够精确的解．关于各镜像点的位移函数,是以递推形式给出的,易于计算机编程。     

The asymptotic solutions of axisymmetrical problems for the cylindrical shells with varying wall thickness

In this paper the uniformly valid asymptotic solutions of axisymmetrical problems for the cylindrical shells with varying wall thickness are given.     

Green函数法在轴对称板壳理论中的应用

本文从轴对称板壳理论的基本方程出发,通过建立Green函数,导出了轴对称线载荷下解的一般表述式,由此可以求出任意轴对称载荷下的解,然后本文分别讨论了圆板和扁球壳受线载问题的解,文中的结果适用于各种边界条件。