Dynamic response of plates due to moving vehicles using finite strip method

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＤｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｂｅａｍ＿ｌｉｋｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｔｏｍｏｖｉｎｇｖｅｈｉｃｌｅｓｈａｓｂｅｅｎｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｓｔｕｄｉｅｄ .Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｐｌａｔｅｓｔｏｍｏｖｉｎｇｖｅｈｉｃｌｅｓｈａｓｓｏｆａｒｒｅｃｅｉｖｅｄｂｕｔｓｃａｎｔａｔｔｅｎｔｉｏｎ .Ｗｕｅｔａｌ.[1],ＴａｈｅｒｉａｎｄＴｉｎｇ[2 ],ＹｅｎｅｒａｎｄＣｈｏｍｐｏｏｍｉｎｇ[3],ＨｕｍａｒａｎｄＫａｓｈｉｆ[4 ]ｅｔａｌ.ｓｅｐａ…     

有限长轴承非稳态油膜力自由-移动边界问题的有限条解法

讨论了不可压缩流体润滑的动载径向滑动轴承油膜压力分布的自由移动边界问题的有限条解法．将自由边界问题转化为全域(矩形域)的具有不等式约束的微分方程的边值问题,进一步化为具有不等式约束的泛函极值问题。借助有限条法在矩形域上离散这个泛函,得到了一个特殊的二次泛函的规化问题。通过变量平移变换,使其化为标准的二次规划问题。然后借助于牛顿非光滑算法,迭代求解非线性的互补方程。给出了有限长轴承真实的油膜应力分布。对于所求解方程的系数矩阵的高度稀疏性。给出了紧缩存储算法。节省了存储空间和减少了计算量。算例表明该方法是有效的。     

The study on a kind of control system with nonlinear parabolic distributed parameters

The modelling of one kind of nonlinear parabolic distributed parameter control system with moving boundary, which had extensive applications was presented. Two methods were used to investigate the basic characteristics of the system: 1) transforming the system in the variable domain into that in the fixed domain; 2) transforming the distributed parameter system into the lumped parameter system. It is found that there are two critical values for the control variable: the larger one determines whether or not the boundary would move, while the smaller one determines whether or not the boundary would stop automatically. For one-dimensional system of planar, cylindrical and spherical cases the definite solution problem can be expressed as a unified form. By means of the computer simulation the open-loop control system and close-cycle feedback control system have been investigated. Numerical results agree well with theoretical results. The computer simulation shows that the system is well posed, stable, measurable and controllable. Foundation item: the National Natural Science Foundation of China (59936140) Biographies:ZHOU Jian-jun (1953-); XU Yan-hou (1933-)     

THE STUDY ON A KIND OF CONTROL SYSTEM WITH NONLINEAR PARABOLIC DISTRIBUTED PARAMETERS

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｓｕｃｈａｓｔｈｅａｅｒｏｓｐａｃｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｈｅａｔｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ[1,2 ],ｔｈｅｌａｒｇｅ＿ｓｃａｌｅｃｏｎｃｒｅｔｅｐｏｕｒｉｎｇ ,ｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ,ｔｈｅｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙａｎｄｔｈｅｆｉｒｅｓａｆｅｔｙｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ[3,4],ｔｈｅｒｅｉｓｏｎｅｋｉｎｄｏｆｎｏｎｌｉｎｅａｒｐａｒａｂｏｌｉｃｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｍｏｖｉ…     

On the analytical approximation of damped oscillations of autonomous single degree of freedom oscillators

In this paper, we discuss the generalization of a recently developed perturbation method for conservative single degree of freedom systems to the cases of damping forces. We show that by explicitly considering the solution as a function of the amplitude parameter, frequency and phase of oscillation, one can merge the classical Krylov–Bogoliubov–Mitropolsky method and a modified Lindstedt–Poincaré method to derive better accurate slow-flow for damped oscillation of single degree of freedom systems.     

矩形板在面内荷载作用下的非线性屈曲分析

本文分析了具有不同面内边界条件的矩形板,面内受到常位移梯度偏心加载和常荷载偏心距加载的条件下的屈曲后性能和极限荷载.计算中同时考虑了板初曲和残余应力的影响,成功地将线性有线条理论推广应用于解决板的大挠度弹塑性稳定问题.这一方法与目前研究此类问题的其它方法相比较,在同等精度下计算工作量小得多.     

移动质量载荷在梁中激起的振动

以简支梁为例,用Picard迭代法求解了梁在计及移动载荷惯性效应时的振动方程. 结果表明该方法具有足够的精度,在应用上更具有广泛性且简明易用.     

Large deflection analysis of rectangular plates by combined perturbation and finite strip method

The perturbation method and finite strip method are combined to solve the largedeflection bending problems of rectangular plates.Perturbation method is used to reducethe nonlinear differential equations into a series of linear differential equations.The finitestrip method is then employed to tackle these linear equations.Some calculation examplesare compared with those got by other methods.     

简谐激励作用下轴向运动梁横向振动特性分析

为分析简谐激励作用下轴向运动梁的横向振动问题,采用单元数目及长度固定不变、节点参数在不同时间步下无缝传递的节点生死方法,建立了时变系统的动力学有限元模型,通过已有实例验证了模型的准确性和有效性。在此基础上,分析了架设速度、激励力频率和幅值对某型平推式军用桥梁架设过程横向动力响应的影响规律。结果表明,在架设过程中,当桥梁的时变固有频率与激励力频率接近时,桥梁位移动态响应呈共振的特点,据此提出了减小某型平推式军用桥梁架设过程动力响应的措施。     

桥梁受移动荷载动力响应的一种精细积分法

迄今为止,精细积分法都是应用于荷载作用位置固定不变的问题。本文将精细积分法推广到荷载作用点位置随时间而变化的情形,按有限元方法计算了桥梁受移动荷载作用时的动力响应,并与常规的Newmark方法、解析解做了比较。数值结果表明,精细积分法按本文的策略推广后,计算精度和效率均比通常的数值积分方法得到显著的提高。     

不确定非线性结构动力响应的区间分析方法

研究多自由度非线性不确定参数系统的动力响应问题. 以区间数学为基础,将不确定 性参数用区间进行定量化,借助一阶Taylor级数,给出了近似估计非线性振动系统动力响 应范围的区间分析方法. 从数学证明和数值算例两方面,将其与概率摄动有限元法进行了比 较,结果显示区间分析方法对不确定参数先验信息具有要求较少、精度较高的优点.     

刚塑性矩形板在冲击载荷作用下的一个新的界限

通过加权残数法，给出了考虑有限变形时刚塑性板在冲击载荷下的能量守恒方程。广义屈服条件由Mij和Nij表示，通过将非光滑屈服函数用其内切和外接光滑函数代替，从而得到板位移的上、下界限解。采用此方法对一矩形板受横向冲击载荷进行了分析，计算结果与有关文献符合较好。     

Formulation of a semi-analytical approach based on Gurtin variational principle for dynamic response of general thin plates

4 semi-analytical approach for the dynamic response of general thin plates which employes finite element discretization in space domain and a series of representation in time domain is developed on the basis of Gurtin variational principles. The formulation of time series is also investigated so that the dynamic response of plates with arbitrary shape and boundary constraints can be achieved with adequate accuracy.Project supported by the National Natural Science Foundation of China     

数值仿真轴向运动黏弹性梁非线性参激振动

分别通过两种直接数值方法研究速度变化的经典边界条件下轴向运动黏弹性梁参数振动的稳定性。在控制方程的推导中,采用物质导数黏弹性本构关系和只对时间取偏导数的黏弹性本构关系;分别运用有限差分法和微分求积法对两种经典边界下轴向变速运动黏弹性梁的非线性控制方程求数值解,计算得到梁中点非线性参数振动的稳定稳态响应。数值结果表明,两种黏弹性本构关系对应的稳态响应存在明显差别,同时发现两种直接数值方法的仿真结果基本吻合,证明数值仿真具有较高精度。     

新型p型板单元及其在结构振动分析中的应用

利用Legendre正交多项式作为形函数基底函数,开发了两种新型的通用p型板单元.单元矩阵的解析积分保证了p型有限单元解的精确性及单调收敛性,计算实例表明所开发的p型有限单元计算结果随基底函数中附加项数量的增加而快速收敛,且它们的计算精度远高于一般线性单元.另外,p型板单元不使用缩减积分也能分析薄板的振动问题,利用它们收敛率高的特点,分析了结构破坏的时频特性.p型有限单元仿真结果与实测结果良好的吻合证明了它们用于结构振动响应分析的有效性.     

薄板分析的一种离散条法

建立薄板分析的一种离散条法，该方法通过引入满足边界条件的正交形函数，将目前用于梁，杆等一维结构的系统的离散元法扩展应用于薄板的力学分析。     

带旋转自由度C^0类任意四边形板（壳）单元

基于Ｒｅｉｓｓｎｅｒ－Ｍｉｎｄｉｌｉｎ板弯曲理论和Ｖｏｎ－Ｋａｒｍａｎ大挠度理论,采用单元域内和边界位移插值一致性的概念,将四节点等参弯曲单元与Ａｌｌｍａｎ膜变形二次插值模式相结合,对层合板壳的大挠度分析提供了一种实用的带旋转自由度的四节点Ｃ＾０类板单元。大量算例表明：该单元对板壳结构的线性强度、稳定性和后屈曲分析都表现出良好的收敛性和足够的工程精度。     

圆板在物体撞击下的非线性动力响应

本文在Von Kármán大位移的意义上,利用虚位移原理伽辽金方法建立了圆板在物体撞击下的非线性动力响应的控制微分方程,在研究响应问题时,考虑了冲击载荷与圆板位移响应之间的耦合影响,文中使用时间增量法和奇异摄动理论求解问题的控制方程,获得了固支圆板非线性动力响应的近似解,并且求解了具体算例,绘出了圆板位移、应力响应曲线以及冲击力随时间的变化曲线。     

半解析有限元法分析非线性粘弹体在板材模具中的流动

聚合物熔体在模具中的均匀性决定板材成型的质量。熔体具有非线性记忆性的粘弹效应,同时流道十分复杂。为准确、简便地分析熔体流动情况,针对板材机头流道的特点,提出了流动计算新的方法——有限柱半解析法,即在流道的厚度方向采用富氏级数描述流动分布,把三维有限元方程简化成为二维,得到以流量和压力为未知量的有限元方程。同时采用K-BKZ积分型本构模型描述熔体的非线性记忆性,给出求解非线性方程组的迭代方法,取得较好的收敛性。对两种典型的板材模具进行了分析计算,得出模具出口处的流量分布,通过把结果与三维有限元分析的结果相比较,表明该方法可以准确地分析板材模具中熔体的流动。     

Penalty finite element method for nonlinear dynamic response of viscous fluid-saturated biphase porous media

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａｍｏｄｅｌｓｄｅｄｕｃｅｄｆｒｏｍｍｉｘｔｕｒｅｔｈｅｏｒｙａｒｅａｔｔｒａｃｔｉｎｇａｔｔｅｎｔｉｏｎｏｆｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｂｅｃａｕｓｅｉｔｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｒａｍｅｏｆｃｏｎｔｉｎｕｕｍｍｅｃｈａｎｉｃｓ[1]ａｎｄｗｅｒｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｕｓｅｄｔｏｄｅｐｉｃｔｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｓｏｉｌｓａｎｄｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｓｏｆｔｔｉｓｓｕｅｓ[2 ,3].Ｗｉｔｈｔｈｉｓｔｙｐｅｏ…