论弹性力学变分原理各类条件的完备性

研究了弹性力学变分原理各类条件完备性.经过深入分析,并应用对合变换,表明弹性力学变分原理各类条件完备性具有2种含义:1)弹性力学变分原理的先决条件和驻值条件一起构成适定的微分方程组;2)弹性力学变分原理的先决条件、补充条件和反映的规律一起正是弹性力学全部基本方程.应用弹性力学变分原理各类条件完备性研究了最小余能原理、广义变分原理和组合变分原理中的有关问题.应用变分原理各类条件的完备性理论,可以检验变分原理的正确性、判定变分原理的种类,对建立新型变分原理具有指导意义.     

损伤黏弹性Timoshenko梁的广义变分原理

从考虑损伤的黏弹性材料一种卷积型本构关系出发，应用Timoshenko梁变形的基本假设，建立了损伤黏弹性Timoshenko梁的静、动力学行为研究的数学模型．同时，利用卷积，建立了相应的Gurtin型广义变分原理，该广义变分原理可以看成是黏弹性Timoshenko变分原理的一种推广。     

含有非线笥压电材料的自适应结构的固有振动特性分析

从压电材料的非线性本构关系出发,应用Hanilton原理推民地含有压电材料结构的变分方程,并证明了对于具有二次本构关系的压电材料可以直接由二次本构关系得到其变分方程,推导出含有二次本构关系压电材料结构的有限元动力方程,研究了压电材料的非线性对压电自适应结构振动特性的影响。     

关于已识别拉氏乘子法和一个非线性弹性理论的广义变分原理

本文通过对已识别拉氏乘子法的初步探讨,指出了已识别拉氏乘子法是变分原理中泛函变换的统一方法。并在H-R变分原理的基础上,应用已识别拉氏乘子,将其应力应变关系这个临界变分约束条件解除,得到了非线性弹性理论的一个三类独立变量的广义变分原理。     

一般力学初值问题三类变量的广义变分原理

一般力学初值问题的广义变分原理的研究,是一个相当重要的研究领域.它不仅在有限元素法和其他近似计算方法中得到广泛应用,而且可以方便地求得一般力学初值问题的精确解.首先,明确了一般力学初值问题的基本方程,应用Laplace变换将基本方程变换到像空间,按照广义力和广义位移之间的对应关系,将各基本方程乘上相应的虚量,代数相加,进而建立了一般力学初值问题的像空间中的三类变量的广义变分原理.然后,应用Laplace逆变换将像空间中的广义变分原理反演到原空间,进而建立了一般力学初值问题的原空间中的三类变量的广义变分原理.并且,将三类变量的广义变分原理进行退化,得到像空间和原空间中的几个两类变量的广义变分原理和经典变分原理.最后,以弹性动力学为例,说明了像空间和原空间中的势能函数和余能函数的丰富的内涵.     

弹性动力学Hamilton型广义变分原理

基于文[1],本文给出了线弹性动力学Hamilton原理的推广形式,它含有两个任意参数及时域端值条件,由此不仅可导出现有的各种Hamilton型变分原理,而且可给出多种新的Hamilton型变分原理。     

九节点Hamilton等参元列式

结合弹性材料修正后的H-R变分原理和九节点四边形等参元二次插值函数,建立了九节点Hamilton等参元列式的正则方程.简要地介绍了弹性材料修正后的H-R变分原理.基于变分原理使用3×3的高斯积分详细地推导了Hamilton正则方程的九节点等参元列式,使得九节点等参元在有限元法中的优越性与弹性力学Hamilton正则方程的半解析法得到了有机的结合.数值实例的结果证明了本文九节点Hamilton等参元列式的正确性.     

九节点Hamilton等参元列式

结合弹性材料修正后的H R变分原理和九节点四边形等参元二次插值函数,建立了九节点Hamilton等参元列式的正则方程.简要地介绍了弹性材料修正后的H R变分原理.基于变分原理使用3×3的高斯积分详细地推导了Hamilton正则方程的九节点等参元列式,使得九节点等参元在有限元法中的优越性与弹性力学Hamilton正则方程的半解析法得到了有机的结合.数值实例的结果证明了本文九节点Hamilton等参元列式的正确性.
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弹性单体初值问题的拟变分原理及其应用

单柔体动力学是多柔体动力学的基础,把单柔体动力学的理论研究好了,多柔体动力学的理论也就水到渠成了;另外,单柔体动力学还有它独特的重要应用.文章应用简捷的方法,建立了非保守单柔体动力学的卷积型拟变分原理,推导了非保守单柔体动力学的卷积型拟变分原理的拟驻值条件.以弹性拦截器为例说明了变形速度对弹性单体运动轨迹和运动姿态的影响,研究了弹性单体的动力特性.讨论了解析法与数值法的互补特性.     

关于变分学中逆问题的研究

研究了变分学中的逆问题.通过变积概念的引入,给出了一种系统地推导弹性力学中各种变分原理的途径.本文将这种方法应用于线弹性动力学,得到了各种Gurtin型的变分原理,目前已有结果为其中一部分.     

A macro-meso constitutive law for concrete having imperfect interface and nonlinear matrix

The overall behavior of concrete depends on its meso structures such as aggregate shape, interface status, and mortar matrix property. The two key meso structure characters of concrete, bond status of interface and nonlinear property of matrix, are considered in focus. The variational structure principle is adopted to establish the macro-meso constitutive law of concrete. Specially, a linear reference composite material is selected to make its effective behavior approach the nonlinear overall behavior of concrete. And the overall property of linear reference composite can be estimated by classical estimation method such as self-consistent estimates method and Mori-Tanaka method. This variational structure method involves an optimum problem ultimately. Finally, the macro-meso constitutive law of concrete is established by optimizing the shear modulus of matrix of the linear reference composite. By analyzing the constitutive relation of concrete established, we find that the brittleness of concrete stems from the imperfect interface and the shear dilation property of concrete comes from the micro holes contained in concrete. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50679022, 90510017, 50539090) and National Basic Research Program of China (Grant No. 2007CB714104)     

对H-W原理和H-R原理的重新论证

分析了弹性体的本关系和能量密度的本性质,在弹性力学最小势能/余能原理的基础上,用Lagrange乘子法重新论证了Hu-Washizu原理/Hellinger-Reissner原理。结果表明:H-W原理要么是乘子待定的三类变量原理,要么是乘子被消的二类变量原理;H-R原理是乘子待定或者乘子被消的二类变量原理。     

拟协调有限元

拟协调元出现20多年了,已被承认和采用.本文从广义方程出发,主要陈述弱形式弹性力学基本方程是拟协调元的内在本质,揭示最小势能原理可由弱形式派生出来,指出用弱形式表达的平衡条件既有微分方程也有边界条件,可看成是变分的出发点,是更根本和原始的条件.因此变分解也是一种弱形式解,进而说明拟协调元是有限元发展的必然趋势.     

建立无约束的三类变量广义变分原理的另一方法

本文给出了与最小势能原理的泛函等价的三类变量的能量泛函(π_p)_3,其中应力应变关系是变分过程中的约束条件。用Lagrange乘子法把它放松,就从另一途径得到了胡一鹫津变分原理的泛函。从而从正面解决了该泛函中三类变量独立性问题和应力应变关系可否被放松的问题。这对于本构关系复杂的某些壳体和复合材料结构中有限元模型的构造会带来方便。     

变分法求解薄壁箱梁剪力滞效应

运用能量变分法最小势能原理推导了系统的总势能表达式,然后通过变分法,假定不同的位移函数得到带有不同边界条件的一组微分方程,最后对等截面箱梁剪力滞效应进行了研究.     

弹性动力学Gurtin型广义变分原理

本文按照Gurtin方法提出了含有两个任意参数的弹性动力学广义变分原理。参数的不同取值以及附加不同的约束条件,可以得到多种弹性功力学Gurtin型变分原理。     

任意阶非完整系统的广义Hamilton原理及一阶系统的Hamilton广义变分原理

据非整形约束的变分理论并引入广义势的概念,得到了任意阶非完整力学系统的广义Hamilton原理和一阶非完整系统的Hamilton广义变分原量及其对相应系统的应用方法。