基于ANSYS的细长轴车削加工屈曲分析

建立细长轴车削进给力弯曲模型,运用欧拉公式求解细长轴车削加工进给力弯曲模型的理论极限载荷。运用ANSYS软件对细长轴车削加工进行特征值和非线性屈曲分析,得出细长轴车削加工时非线性屈曲极限载荷。验证不采用辅助工具车削加工细长轴易产生弯曲变形,进而为保证细长轴车削加工精度提供理论依据,并提出改进措施。     

一种双稳态减速带振动俘能装置发电性能研究

本文提出一种双稳态减速带振动能量俘能装置,将屈曲梁和单向离合器引入到减速带中,分析屈曲梁产生双稳态振动的条件;根据非线性恢复力与势能方程,推导出平衡点位置、势阱深度与屈曲梁参数的关系式.建立车辆?减速带振动能量俘能装置力学模型及动力学方程,将该减速带振动俘能装置与单稳态线性俘能装置、无单向离合器的单稳态俘能装置的发电电...     

复合材料层合斜板非线性动力问题的理论分析

利用直角坐标系下应力、应变与斜坐标系应力、应变之间的转换关系给出斜坐标系下合层斜板的本构方程；然后利用哈密顿变分原理导出了一般层合斜板非线性运动的控制方程；同时给出了各类特殊层合斜板的运动方程，为今后进一步分析层合斜板的非线性弯曲、后屈曲以及斜板的非线性自由振动提供理论依据。     

复合材料层合斜板非线性动力问题的理论分析

利用直角坐标系下应力，应变与斜坐标系应力，应变之间的转换关系给出斜坐标下合层斜板的本构方程，然后利用哈密顿变分原理导出了一般层合斜板非线性运动控制方程，同时给出了各类特殊层合斜板的运动方程，为今后进一步分析层合斜板的非线性弯曲，后屈曲以及斜板的非线性自由振动提供理论依据。     

钢梁稳定分析的单肢解析化方法

钢梁整体稳定分析理论几十年来的发展趋势是板的非线性理论的全面引入,而发展的最初动力则是解决横向荷载Wagner效应的计算问题.根据薄壁杆翘曲和弯曲分析统一性观点,提出单肢解析化的薄壁杆件弯扭屈曲分析方法.该方法立足于简单的杆的稳定理论而无需引入复杂的板的非线性理论,但解决了Timoslaenko和Bleich最初的弯扭屈曲理论应用于梁时横向荷载Wagner效应的缺失问题.对于各种典型的梁弯扭屈曲问题,特别是其中目前尚存在广泛争议的单轴对称截面梁弯扭屈曲临界力问题,该方法均取得了良好的对比分析结论.     

轴向脉冲载荷冲击下弹性圆柱壳动态屈曲中的竹节现象

本文针对弹性圆柱壳在轴向脉冲载荷冲击下动态局部屈曲问题,提出一种新的方法,即哈密顿体系方法.通过构造哈密顿体系,在辛空间中将临界载荷和动态屈曲模态归结为辛本征值和本征解问题.发现圆柱壳屈曲的临界载荷被分为两类,其分别对应圆柱壳压缩屈曲和弯曲屈曲.辛本征解反映了局部的压缩屈曲模态和横向的弯曲屈曲模态.在物理上表现出壳体的压缩型竹节屈曲现象和弯曲型竹节屈曲现象.同时数值结果揭示了临界载荷和屈曲模态的规律及影响因素.     

无摩擦单侧约束薄板的后屈曲分析

研究分析受有无摩擦的单侧约束及纵向和横向可变载荷的弹性薄板的后屈曲特性 .利用弹性力学最小势能原理及变分原理 ,选取带有未知系数的无穷级数形式的函数作为泛函的试函数来求解薄板的非线性大挠度弯曲问题 ,经过计算和分析得出薄板的挠度变化与外载荷之间的关系曲线 .了解并追踪了薄板在不同的几何及载荷边界条件下的屈曲和后屈曲行为 ,证实了此类薄板在后屈曲阶段具有跳跃和分叉的特性 .研究结果也证明了基于最小势能原理的变分法在分析薄板屈曲问题中的有效性     

基于广义梁理论的非线性材料薄壁受压构件屈曲荷载计算方法

提出适用于非线性材料的广义梁理论屈曲荷载计算方法,并对不锈钢薄壁受压构件屈曲荷载进行计算验证。通过定义材料非线性应力应变关系和瞬时弹性模量,对传统线弹性广义梁理论进行修正,建立非线性材料薄壁构件受压屈曲荷载计算方法,推导不锈钢薄板受压局部屈曲、冷弯薄壁不锈钢卷边槽形柱畸变屈曲及箱形不锈钢长柱弯曲屈曲荷载计算公式,并与既有试验数据对比。经验证,线弹性分析方法不适用于不锈钢材料;提出的修正GBT法具有较高精度,且本构关系采用变形法则结果偏于安全,可用于不锈钢等非线性金属材料薄壁构件受压屈曲荷载的确定,为研究和设计提供理论指导。     

肋环型顶盖屈曲影响因素分析及稳定承载力计算

选取36种结构形式的基本模型,采用弧长法对以第一阶屈曲模态作为初始形态的结构进行非线性屈曲分析,探讨边界条件、初始缺陷、矢跨比和截面尺寸对结构屈曲性能的影响。通过分析曲率半径、等效薄膜厚度和等效弯曲厚度与临界屈曲荷载之间的量化关系,采用最小二乘法拟合肋环型加劲浅球壳临界失稳式,分析并选取安全系数,得到稳定容许承载力标准值计算式。     

开孔复合材料扁球壳的非线性动态响应

复合材料层合壳体在航空、航天、工程结构中得到广泛应用.由于许多结构是在非线性状态下工作的,因此,研究复合材料层合壳体的非线性特性,大挠度变形,非线性屈曲,非线性振动有着十分重要的意义.研究了开孔复合材料层合扁球壳的非线性动态响应问题.建立了对称层合圆柱正交异性开孔扁球壳考虑横向剪切和阻尼的非线性振动微分方程,分析了横向剪切、阻尼、强迫荷载对幅频特性曲线的影响.     

具有被动约束控制装置的柔性机械臂动力学分析

研究了具有被动约束装置的柔性机械臂的动力响应.由于转动梁具有强非线性、强耦合的特性,因此,采用la-grange方法和Rayleigh-Ritz方法建立机械臂的动力学模型,并在时域中分析其动力响应.该机械臂附加有约束层和粘弹性材料层在铅垂面内转动,末端承受一集中质量.数值仿真表明,约束阻尼层不但能减少弹性振动的振幅,而且能很快将振动衰减掉.     

Bending vibration control of pipes conveying fluids by nonlinear torsional absorbers at the boundary

A nonlinear torsional absorber, which can overcome the influence of the fluid velocity on the natural frequency, is employed at the boundary to restrain the bending vibration of a pipe for the first time. By using the rotating angle at the end of the pipe, the bending vibration energy is pumped to the boundary absorber. The nonlinearly coupled pipe-absorber governing equations are obtained by the generalized Hamilton's principle. Steady-state responses subjected to a basement excitation are discussed by the modal-correction-harmonic-balance-method. According to this method, the boundaries of the pipe are treated as the generalized governing equations. In this way, those nonlinearities and time-dependent terms in the boundary are involved in the response completely. A direct simulation method, called the differential quadrature element method(DQEM), is used to verify these analytical results. The investigation indicates that the nonlinear boundary absorber owns two outstanding advantages. The first one is that the natural characters remain the same and the absorber can capture the resonance of the pipe automatically. The second one is that the absorber works at all natural modes. Especially, by using the nonlinear damping, the absorber will not worsen the weak vibration in the non-resonance region. The parameters of the absorber are investigated to optimize the efficiency in detail. The result finds that good efficiency can be achieved with a tiny mass. Meanwhile, the efficiency becomes better as the damping increases. With the help of these investigations, the work provides a new strategy to protect pipes conveying fluids from being destroyed by the vibration.     

Stress distribution and fatigue life of nonlinear vibration of an axially moving beam

In this paper, the effects of the nonlinear vibration on stress distribution and fatigue life of the axially moving beam are studied.The parametric excitation of the flexible material is created by the pulsating moving speed. Three-to-one internal resonance condition is satisfied. The three-parameter model is adopted in the viscoelastic constitutive relation. The nonlinear vibration of the axially moving beam with parametric and internal resonance are studied by using the direct multiple scales method(MSM)with numerical simulation confirmation. Based on the approximate analytical solution, the distribution of tensile stress and bending stress on the axially moving beam is presented by adopting a V-belt as the prototype. Based on the maximum stable cyclic stress, the limit cycle response of the V-belt is utilized to evaluate the effect of the resonance on the fatigue life. Also, the influences of the internal resonance on the steady-state responses and the fatigue life of the V-belt are revealed. Numerical examples illustrate that large unwanted resonances occur and the second-order mode receives vibration energy from to the firstorder mode. The numerical results demonstrate that the nonlinear vibration significantly reduces the fatigue life of the V-belt.The fatigue life analysis method in this paper can be applied to the excited vibration of other axially moving systems and even static continuum.     

钢-混凝土连续组合梁腹板局部屈曲分析

对连续组合梁负弯矩区钢腹板的稳定性进行了研究,分析了负弯矩区钢梁腹板在弯曲、轴向压力和剪切作用下的力学性能,提出了组合梁腹板在各种荷载作用下的局部稳定性简化计算模型,建立了非均匀受压、纯剪和弯剪复合受力状态下的临界屈曲应力计算公式;分别计算了钢梁腹板在非均匀受压和纯剪状态下的弹性屈曲系数,并根据偏心受压与剪切作用下的相关方程计算了钢梁腹板在复杂应力状态下的弹性屈曲系数;基于屈曲分析结果,提出了组合梁在弹性受力阶段钢梁腹板不设横向加劲肋的高厚比限值。结果表明：采用该方法确定的钢梁腹板高厚比更具合理性,且计算过程简单,结果偏于安全。     

上翼缘受侧向支撑的固端钢梁整体稳定分析

采用ANSYS有限元程序对受混凝土板刚性约束的两端固定H型钢梁进行非线性屈曲分析,分别研究了钢梁在高度变化和下翼缘宽度变化两类情况下梁负弯矩段的侧扭屈曲对梁整体稳定的影响,结果表明上翼缘有刚性侧向支撑的两端固定H型钢梁存在部分屈曲后强度,钢梁在屈曲后承载力能继续提高,构件未发生过度变形前可充分利用钢梁的部分塑性,提高其设计承载力;另外下翼缘宽度变化对两端固定梁整体稳定影响较大,梁截面较高同时下翼缘又比较窄时,负弯矩段的侧扭屈曲会使钢梁发生过度变形,对下翼缘无侧向支撑的H型钢梁设计时仍需考虑其整体稳定性.     

双向地震下RC框架柱端弯矩增强措施的合理取值

双向水平地震动的耦合作用将使塑性变形更多集中于柱端,框架结构在双向地震下的塑性铰分布明显较单向地震作用下更差。严格按中国规范设计了8度0.2g区二级抗震规则空间框架结构,并采用上部各层柱端"强柱弱梁"措施与底层柱下端弯矩增大系数不同取值的多种组合,形成了共7个算例框架。在OpenSees平台上,采用基于柔度法的纤维模型从而更加真实地模拟柱在双向弯曲和变化轴力作用下的非线性反应,对各空间框架进行了罕遇地震下的非线性反应分析。结果表明,在双向水平地震作用下,抗震规范给出的8度二级抗震的"强柱弱梁"措施取值明显偏低,框架部分楼层形成了层侧移柱铰屈服机制。基于梁端实际配筋∑Mbua对上部各柱端进行"强柱弱梁"调整的塑性铰控制效果较好,但底层柱下端非线性损伤过大。将底层柱下端的弯矩增大系数提高为1.8,上部各柱端按∑Mc=1.25∑Mb进行增强可形成较为优化的塑性铰控制效果。     

Nonlinear dynamic behavior of rubbing rotor under interaction between bending and torsional vibrations

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｓｔｒｉｎｇｅｎｔｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｅｆｆｉ ｃｉｅｎｃｙｏｆｒｏｔａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｒｙｍａｋｅｓｔｈｅｒａｄｉａｌｃｌｅａｒａｎｃｅｂｅ ｔｗｅｅｎｒｏｔｏｒａｎｄｓｔａｔｏｒｓｍａｌｌｅｒａｎｄｓｍａｌｌｅｒｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ ,ｔｈｅｒｅｂｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｔｈｅｒｏｔｏｒｔｏｒｕｂ .Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒｕｂｂ…     

连接墙板内置支撑的钢框架节点加强构造分析

为确保墙板内置无黏结支撑钢框架结构大侧移下利用内置支撑大幅屈服耗能,而钢框架在支撑连接区域处于弹性,通过有限元分析重点考察了支撑形式、支撑连接位置等对连接区域传力机制的影响,以及框架在连接处的加强构造.分析表明,1/50侧移角范围内时,梁端贴板加强后加强段基本处于弹性,非加强梁段的塑性铰位置与加强段端部间水平距离约为梁高的一半,塑性铰处翼缘轻微屈曲或无屈曲时钢梁截面的最大弯矩均接近塑性弯矩.据此,再结合支撑的连接位置和轴力便可确定出梁端内力,并进行节点域抗剪验算.分析还表明,节点域两侧的梁端弯矩按翼缘和腹板的抗弯刚度比例分配后传给节点域,而不是按现行设计规范中仅通过两翼缘的方式进行传递.节点域的柱腹板在剪切屈服后剪切变形大幅增加,增大了结构层间侧移.基于分析结果,给出了钢梁翼缘和腹板以及节点域柱腹板的贴板厚度等设计建议.     

北美规范与中国规范关于冷弯薄壁型钢C形截面受弯构件设计的比较

对比了北美规范CSA S136-07和中国规范GB 50018-2002关于冷弯薄壁型钢C形截面受弯构件的名义抗弯强度。首先介绍了2本规范计算名义抗弯强度的方法,然后分析了控制构件名义抗弯强度的2个主要参数,即弯扭屈曲应力和有效截面模量,并对2本规范进行了深入对比,最后对典型的6 m跨长的C形托梁构件进行了名义抗弯强度比较。研究结果表明：依据GB 50018-2002计算的弯扭屈曲应力不小于依据CSA S136-07规范计算的结果,而根据GB 50018-2002计算的翼缘有效宽度则远远小于根据CSA S136-07规范计算的结果;2本规范名义抗弯强度的不同主要由C形截面翼缘尺寸和构件所受荷载类型控制;当翼缘尺寸较小,名义抗弯强度主要由弯扭屈曲而非局部屈曲控制时,如果构件用于均布荷载,则GB 50018-2002的计算结果大于 CSA S136-07规范的结果,但是当构件用于抵抗均布弯矩时,则没有区别;当翼缘尺寸较大,名义抗弯强度主要由局部屈曲而非弯扭屈曲控制时,在2种工况下GB 50018-2002的计算结果均小于CSA S136-07规范的计算结果。     

新型轻钢龙骨体系桁架梁承载力试验研究

根据12根无比钢桁架梁的承载力试验，获得了典型桁架梁在竖向荷载作用下的极限承载能力、破坏模态及抗弯刚度。无比钢桁架梁的极限承载力和竖向抗弯刚度均较小，跨中弯矩一应变基本呈直线关系。在进行设计时，应加密布置，加大受压上弦杆的截面型号，放宽梁刚度的限制数值。该体系的破坏一般经历局部破坏和整体失稳2个阶段：前者包括V型连接件局部屈曲和自攻螺丝被剪坏2种情况，可分别通过增加V型连接件的数量或自攻螺丝的直径或数量加以解决。