梁桥内力横向分配理论

提出梁桥内力横向分配理论，适用于直梁和曲梁、开口截面和闭口截面、重力荷载和非重力荷载，计算快速，总体精度高。     

光纤光栅传感器应用于典型复合材料梁内部应变测试的试验研究

利用埋设在复合材料内部的未封装光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器监测环氧树脂梁和玻璃纤维层压梁在三点弯曲过程中的应变变化,并与理论值进行对比,结果表明:两者所得的应变变化趋势吻合良好.光纤光栅传感器测量典型复合材料梁内部应变的方法不仅适用于各向同性的环氧树脂复合材料,而且适用于各向异性的玻璃纤维复合材料.     

C~0型高阶锯齿理论及复合材料厚梁热应力分析

基于已有锯齿理论构造单元时,需使用满足单元间C1连续的插值函数,难于构造多节点高阶单元,而且精度较低。针对已有锯齿理论存在的问题,本文首先发展了C0型锯齿理论。通过虚位移原理推导出在热载荷作用下复合材料梁的平衡方程,并给出了简支复合材料层合梁解析解。基于发展的锯齿理论分析了复合材料夹层梁和层合梁热膨胀问题,并与其他理论结果对比。数值结果表明,发展的C0型锯齿理论能克服已有锯齿理论的难题。     

圆柱薄壳稳定性的一个修正理论

著名的唐乃尔(Donnell)——穆什塔利的简化壳体理论只能较精确地适用于较短圆柱壳稳定性计算.其近似性误差随长度与半径之比的增加而增大.本文考虑了横向切力的影响,对非完善型圆柱壳体推导了几何非线性理论的基本方程,建立了对各种长度半径比的圆柱壳体稳定性均适用的修正理论.     

中厚板弯曲问题的拟薄板边界元分析

本文从简化的Reissner理论出发,利用叠加原理和功的互等定理导出了中厚板弯曲问题的一组基本解,然后,导出了类似于求解薄板经典理论的边界积分方程组。本文提出的方法适用于任意边界、任意荷载的薄板、中厚板的弯曲问题,使求解中厚板弯曲问题的工作量减小到与求解薄板的工作量相同。文中计算了若干例题,结果是令人满意的。     

压电复合材料梁和板的变形控制问题

由于具有良好的结构、力学性能,复合材料层合板在现代飞行器上大量应用;而压电复合材料,作为一种新兴的智能材料,由于其独特的力电耦合性能得到了人们更多的关注。本文研究含有压电片的复合材料梁和板在电场作用下的变形控制问题。基于经典的梁理论和层合板理论,分别研究了下列问题:(1)双压电片布置的悬臂梁的变形;(2)含有压电层的层合板变形控制问题;(3)含有一对压电片的层合板的变形控制问题。针对上述问题,分别给出了理论解和数值解,并进行了相关讨论分析。结果表明压电材料可对结构进行精确控制,因此本文的结果可对复合材料梁和板在电场作用下的变形控制问题提供工程参考。     

一种厚板薄板通用的新型广义协调元

在适用于中厚板的八结点平板弯曲单元基础上，通过引入剪应变与位移的广义协调条件，建立起一种新型广义协调元，不仅保留了原单元适用于中厚板的特点，同时对薄板也给出了较精确的解，是一种厚板和薄板通用的新型广义协调元。     

考虑尺度效应的夹层楔形多孔梁动力学分析

基于修正偶应力理论, 研究了具有大范围旋转中心刚体-功能梯度夹层Euler-Bernoulli楔形多孔柔性微梁系统的动力学特性.楔形梁是中间层为不完全功能梯度层, 两表层为均质材料的功能梯度夹层结构, 它可以减小传统夹层结构由于层与层之间材料属性的不同导致脱粘类型损伤的影响.采用假设模态法描述变形, 考虑具有捕捉动力刚化效应的非线性耦合项, 计及von Kármán几何非线性应变, 运用第二类Lagrange方程, 导出了适用于较大变形的高次刚柔耦合动力学方程.对在平面内做大范围运动的中心刚体-功能梯度夹层Euler-Bernoulli楔形多孔微梁的动力学特性进行了详细研究.研究表明: 功能梯度夹层楔形梁表层结构高度、旋转角速度、功能梯度幂指数、尺度参数、孔隙度以及各层结构的体积分数对系统的动力学特性都有很大的影响; 功能梯度夹层楔形梁综合了功能梯度直梁和楔形梁的特性, 其相对于功能梯度直梁的固有频率增大, 同时使得孔隙度对结构固有频率变化趋势的影响不再与功能梯度直梁相同; 由于柔性梁变形能中具有横向与轴向的耦合势能, 系统在稳态下的平衡位置发生了迁移现象; 系统随着尺度参数的变化发生了频率转向与振型转换.      

考虑尺度效应的夹层楔形多孔梁动力学分析

基于修正偶应力理论,研究了具有大范围旋转中心刚体-功能梯度夹层Euler-Bernoulli楔形多孔柔性微梁系统的动力学特性.楔形梁是中间层为不完全功能梯度层,两表层为均质材料的功能梯度夹层结构,它可以减小传统夹层结构由于层与层之间材料属性的不同导致脱粘类型损伤的影响.采用假设模态法描述变形,考虑具有捕捉动力刚化效应的非线性耦合项,计及von Karman几何非线性应变,运用第二类Lagrange方程,导出了适用于较大变形的高次刚柔耦合动力学方程.对在平面内做大范围运动的中心刚体-功能梯度夹层Euler-Bernoulli楔形多孔微梁的动力学特性进行了详细研究.研究表明:功能梯度夹层楔形梁表层结构高度、旋转角速度、功能梯度幂指数、尺度参数、孔隙度以及各层结构的体积分数对系统的动力学特性都有很大的影响;功能梯度夹层楔形梁综合了功能梯度直梁和楔形梁的特性,其相对于功能梯度直梁的固有频率增大,同时使得孔隙度对结构固有频率变化趋势的影响不再与功能梯度直梁相同;由于柔性梁变形能中具有横向与轴向的耦合势能,系统在稳态下的平衡位置发生了迁移现象;系统随着尺度参数的变化发生了频率转向与振型转换.     

固体力学中的统一分析梁与有限节线法

针对现有梁理论不能解决的杆状类工程结构构件和结构体系,本文提出了一种新的梁模型——统一分析梁与一种新的数值分析方法——有限节线法。利用统一分析梁和有限节线法不仅可以解决任意杆状类结构构件或结构体系的力学分析问题,而且当问题的性质与传统梁理论的前提条件一致时,会得出同样精度的解答。算例计算结果证明了统一分析梁的合理性与有限节线法的正确性。     

关于厚梁高阶理论非协调杂交元的矩阵方程及其解的算式

本文用二类变量广义变分原理以及应力和位移关于梁的厚度坐标的勒让德多项式的级数形式,推导了适用于厚梁高阶理论非协调杂交元的矩阵方程及其解的算式。     

四边简支矩形中厚板的弯曲

本文采用Reissner中厚板理论求解了四边简支矩形中厚板的弯曲问题。文中首先对Reissner中厚板理论的控制方程进行了适当的变更,使之成为非耦联的二阶偏微分方程组,然后利用有限积分变换法求解所得新的控制方程,得到了四边简支矩形中厚板受均布载荷作用下的解析解。文中所述方法可用以求解具有其它边界条件和载荷的矩形中厚板的弯曲问题,同时还可移植应用于其它中厚板理论。     

工程中一类梁壳组合结构的有限变形分析与实验研究——碟形弹簧、膜片

本文用梁和轴对称壳体的有限变形理论与实验方法,全面系统地分析研究了工程中广泛应用的一类梁壳组合结构(碟形弹簧、膜片弹簧等).本项研究的主要工作有以下几个方面:     

工程中一类梁壳组合结构的有限变形分析与实验研究——碟形弹簧、膜片

本文用梁和轴对称壳体的有限变形理论与实验方法,全面系统地分析研究了工程中广泛应用的一类梁壳组合结构(碟形弹簧、膜片弹簧等).本项研究的主要工作有以下几个方面:...     

A HIGH-ORDER RIGID-FLEXIBLE COUPLING MODEL OF A ROTATING FLEXIBLE BEAM UNDER LARGE DEFORMATION

对在平面内做大范围转动的中心刚体-柔性梁系统的刚柔耦合建模理论进行了深入研究,建立了系统的高次耦合动力学模型. 该动力学模型考虑了柔性梁横向弯曲变形和纵向伸长变形,且在纵向位移中计及由于横向变形而引起的纵向缩短项,即非线性耦合变形项,并保留了与非线性耦合项相关的一些高阶项,最终得到了系统的高次刚柔耦合动力学方程. 由此得到的动力学方程不仅能适用于柔性梁的小变形问题,也同样适用于大变形问题,弥补了一次近似耦合模型在处理柔性梁大变形问题上的不足. 通过与绝对节点坐标法以及一次近似耦合模型的对比验证了高次耦合模型的正确性.     

基于一种广义梁理论的弹性地基FGM简支梁自由振动解析解

基于一种扩展的n阶广义剪切变形梁理论(n-GBT),应用Hamilton原理,建立了以轴向位移、横向位移及转角为未知函数的Winkler-Pasternak弹性地基功能梯度材料(FGM)梁的自由振动方程,采用Navier法获得了弹性地基FGM简支梁自由振动的精确解。与多种梁理论预测结果进行比较,讨论并给出了GBT阶次n的理想取值;分析了梯度指标、跨厚比及地基刚度对FGM梁频率的影响。结果表明:本文方法有效且适用范围广,若采用高阶剪切梁理论模型,宜取n≥3的奇数;FGM梁的自振频率随材料梯度指标的增大而减小;随跨厚比的增加而增大,但当跨厚比大于20,跨厚比增加对频率的影响很小;随地基刚度的增加而增大,地基刚度足够大时,频率趋于收敛。     

考虑损伤的粘弹性梁的纯弯曲

根据粘弹性损伤理论,分析了带损伤粘弹性矩形梁在受纯弯曲时损伤对应力的影响,得到了在Laplace变换域内损伤场和应力场的分布．利用Laplace数值逆变换,分别得到了损伤弹性梁和损伤粘弹性梁的最大应力和最大损伤值,分析了材料的粘性对梁内应力和损伤的影响。     

钢纤维增强钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力塑性极限分析

根据试验研究结果以及钢纤维混凝土的应力应变关系特点，确定了钢筋、混凝土以及钢纤维混凝土的屈服条件，建立了钢纤维增强钢筋混凝土梁斜截面破坏模型，运用塑性分析方法推导出斜截面受剪承载力计算公式的塑性解，并提出塑性解中系数μ1和μ2的计算公式。计算结果表明，该塑性解考虑了钢纤维混凝土层厚、剪跨比和混凝土强度等主要影响因素，而且通过调整钢纤维混凝土层厚，使提出的塑性解的计算公式适用于普通钢筋混凝土梁、钢筋钢纤维增强部分混凝土梁和钢筋钢纤维增强全截面混凝土梁的斜截面承载力计算，且与试验结果符合较好。     

基于Timoshenko梁阻抗单元的压电智能梁谐振分析

近年来,国内外关于压电材料与智能结构的研究已经蓬勃发展起来,尤其是受压电激励或传感结构的高频振动问题引起人们广泛的兴趣.论文基于Timoshenko梁理论,考虑压电梁系统中的转动惯量和剪切效应,推导了弹性梁和双压电晶片夹层梁这两种阻抗单元的阻抗方程,利用有限个阻抗单元以及它们的任意组合,模拟含压电激励器的智能梁系统.通过两个数值算例,分析了不同支承条件下压电智能梁的简谐振动,并与其它方法得到的结果进行了对比.研究发现:在前5阶模态,论文结果与有限元结果相吻合,而且在高于三阶模态的结果中,论文结果优于由Bernonlli-Euler梁得到的结果.因此,在分析受压电激励或传感梁结构的高频振动时,应舍弃Ber-nonlli-Euler梁理论而采用本文提出的分析方法.     

16自由度的中厚板弯曲矩形单元

基于有限条带思想,引入结点扭率自由度,利用深梁单元的位移模式建立了一个4结点16自由度中厚板弯曲高阶单元,此单元是薄板单元BFS-16的推广形式,其特点是单元的横向位移、转角位移、剪应变位移模式直接构造,在边界上位移模式与深梁单元一致,方便与梁单元叠加,适应于带加劲肋的板弯曲问题分析,用于薄壁结构时可考虑翘曲。实例计算显示,此单元精度高,计算稳定,收敛快,无剪切闭锁现象,能较好地反映中厚板的边界效应。