被动约束层阻尼圆锥壳振动和阻尼分析的新方法

该文基于Donnell薄壳理论,考虑各层锥顶点的水平偏移,分别建立了基壳和约束壳的控制方程。仅考虑粘弹性层剪切变形的影响,由线粘弹性理论,结合基壳、约束壳的控制方程和粘弹性层的法向平衡方程,导出了PCLD圆锥层合壳的整合一阶常微分矩阵方程。该方程的系数矩阵不是常数矩阵,各元素的表达式较PCLD圆柱壳复杂。然后,借助基于精细积分技术的传递矩阵法提出了一种分析PCLD圆锥层合壳振动和阻尼特性的半解析、半数值方法。通过与文献值的对比,证明了该文方法的有效性。该文还讨论了各种参数对系统固有频率和损耗因子的影响。     

新型分层模型求解非均匀土层轴对称问题

该文通过应用一种新的分层模型求解了剪切模量任意变化的非均匀土层受轴对称荷载时的表面位移沉降。根据任意曲线都可以用一系列连续的直线段来逼近,非均匀土层被分为若干个子层,在每个子层中,假设剪切模量沿厚度方向按线性变化,在子层的界面上剪切模量连续并且等于实际值。应用Hankel积分变换和传递矩阵方法,求解了剪切模量按照不同函数形式变化的表面沉降。     

分析部分环状覆盖PCLD圆锥壳自由振动与阻尼特性的半解析法

基于Donnell薄壳和线粘弹性理论,对于粘弹性层仅考虑剪切变形,并采用复常量模型模拟粘性层的能耗特性,导出了PCLD圆锥层合壳的整合一阶常微分矩阵方程,由于周向曲率是纵向坐标的函数,系数矩阵比圆柱层合壳复杂。然后借助精细积分和传递矩阵法,提出了一种分析部分覆盖PCLD圆锥层合壳自由振动和阻尼特性的半解析方法。通过数值算例证明了本文方法的有效性,文中还讨论了覆盖率等参数对PCLD圆锥层合壳固有频率和损耗因子的影响,影响程度和PCLD圆柱层合壳也不同。     

粘弹性阻尼器对桥面铺装层的车振控制

本文针对湖北省武黄公路中桥（涵）面铺装层因车振频繁而开裂破损问题。提出在小桥（明涵）下设置粘弹性阻尼器支撑,提供耗能减振控制力,使桥面铺装层应力控制在允许应力范围之内。文中推导了粘弹性阻尼器的单元刚度矩阵、粘弹性阻尼器和人字型支撑的组合单元刚度矩阵和粘弹性阻尼器的耗能控制力向量,建立了采用时程分析的一个实用计算方法。     

任意荷载作用下层状横观各向同性弹性地基的直角坐标解

首次建立了在直角坐标系下层状地基力学问题的通用解法,改变了过去仅能在柱坐标系下进行求解此类的状况。首先将坐标系的原点选在荷载影响范围以外足够远处,从直角坐标系下的横观各向同性弹性问题的基本方程出发,利用Laplace变换及其微分性质,建立了单层横观各向同性弹性地基的状态控制方程,并利用状态空间理论给出了单层地基的解答。然后再利用传递矩阵技术,给出了任意荷载作用下的层状横观各向同性弹性地基的解析解。用提供的方法求解层状横观各向同性地基的非轴对称问题比在极坐标下求解简单、快捷。     

横观各向同性饱和层状地基的三维稳态动力响应

首先引入状态向量,将直角坐标系下横观各向同性饱和土的Biot波动方程转化为一组状态方程,然后基于双重Fourier变换,求解了状态方程并得到传递矩阵。进而利用传递矩阵,并结合饱和地基的边界条件、排水条件及层间接触和连续条件,求解了横观各向同性饱和层状地基的稳态动力响应问题。数值算例表明采用各向同性饱和介质的动力学模型,不能准确描述具有明显各向异性特性的饱和土地基的动力特性。     

三维一致粘弹性人工边界及等效粘弹性边界单元

基于粘弹性人工边界推导了三维一致粘弹性人工边界单元的刚度及阻尼矩阵,利用单元矩阵等效原理采用普通有限单元构造了等效粘弹性边界单元来模拟三维粘弹性边界。均匀半空间算例与成层半空间算例证明三维粘弹性边界单元具有与集中粘弹性人工边界相近的精度,并且施加更为简便。     

阻尼复合板的结构参数配置与传声损失

本文根据无限大弹性体和粘弹性体的波传递理论，给出了适合于任意层弹性－粘弹性阻尼复合板传声损失计算的传递矩阵法；应用传递矩阵法对不同结构特征的阻尼复合板传声损失（ＴＬ）进行了变参数数值计算，系统地分析了分层材料的参数配置对隔声吻合频率及吻合频率处传声损失的影响规律，得到了与阻尼复合板隔声设计有关的重要结论．     

用传递矩阵法求解多层地基的轴对称问题

本文应用Hankel积分变换,求解单层弹性地基表面在轴对称荷载作用下位移和应力的初始函数解答,然后,利用矩阵传递方法求出多层地基位移和应力的一般表达式,不论弹性层数目多少,都不必求解任何联立方程。根据本文导出的公式编制了微型计算机程序。给出的算例说明了提供方法的正确性。     

变厚度环板的轴对称弯曲

本文采用传递矩阵法讨论了在任意 变厚度环板的轴对称弯曲，导出了在任意 荷载作用下环板单元传递矩阵的精确公式并针对这一具体算例给出了相应的计算结果。     

采用粘弹性人工边界单元时显式算法稳定性分析

在土-结构地震反应或近场地震波动问题的分析中,常采用粘弹性人工边界单元将无限域问题转化为近场有限域问题进行计算。由于粘弹性人工边界单元的材料参数和单元尺寸与内部介质单元不同,采用显式时域逐步积分算法时,人工边界区与内部系统的数值稳定条件存在差异,但目前尚未有针对性的分析方法和研究成果,影响了显式数值稳定条件的确定和稳定积分时间步长的正确选取。针对二维粘弹性人工边界单元,该文提出一种分析显式时域逐步积分算法稳定性的方法:建立可代表人工边界区域特征的,包含人工边界单元的若干局部子系统,对各子系统的传递矩阵进行分析,给出采用显式时域逐步积分算法时各子系统的稳定条件解析解。通过对各子系统的稳定条件进行对比分析,获得了采用粘弹性人工边界单元时,显式时域逐步积分算法的统一稳定性条件。当内部介质区也满足该稳定条件时,这一条件成为使整体系统数值计算稳定的充分条件,可用于指导数值分析中离散时间步长的选取。     

波浪作用下粘弹性海床动力响应的数值分析

基于广义Biot理论,采用Kelvin-Voigt模型描述海床土骨架的应力应变时间的本构关系,从Galerkin加权余量法出发建立以土骨架位移u和孔隙流体全位移U表达的u~U形式的有限元边值方程,采用Newmark逐步积分法求解时域内动力方程。数值计算表明土骨架和孔隙流体的加速度对粘弹性海床动力响应的影响极小。当土的粘滞系数的数值小于其弹性剪切模量的大小时,体粘滞系数和偏粘滞系数的变化对超静孔压幅值的影响较小,但对有效应力幅值的影响相对显著。对于粘滞系数较大的海床,波浪荷载可能导致其变形在很短的时间内单调迅速增长至破坏。     

竹粉接枝改性及其对竹粉/PETG复合材料流变行为的影响

采用电子活化再生原子转移自由基聚合（AGET ATRP）法将甲基丙烯酸甲酯（MMA）接枝到竹粉（BF）表面,并采用哈克微量混合流变仪及旋转流变仪考察了竹粉接枝改性前后对竹粉/聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯（PETG）复合材料流变行为的影响。毛细管流变结果表明,竹粉/PETG复合材料属于假塑性流体,呈现剪切变稀的现象;应变扫描结果表明,与未改性竹粉/PETG复合材料体系相比,竹粉经接枝改性后其复合材料体系在更大的应变范围内属于线性弹性行为;频率扫描结果表明,竹粉的接枝改性处理有助于促进竹粉在PETG基体中的均匀分散。     

粘弹性流体法向力作用下的抽油杆柱横向振动仿真

聚合物抽油机井抽油杆柱在粘弹性流体井筒内偏心运动时，抽油杆柱受到交变粘弹性流体法向力的作用。该文指出了交变粘弹性流体法向力是抽油杆柱横向振动的激励。考虑抽油杆柱所受粘弹性流体法向力与抽油杆柱横向振动位移的耦合关系，建立了受粘弹性流体法向力作用的抽油杆柱在油管内横向振动仿真的力学和数学模型。采用有限差分法和Newmark法实现了对抽油杆柱在油管内横向振动的仿真计算。分析了抽油杆柱在初始偏心和粘弹性流体法向力激励下的横向振动规律。仿真结果表明:抽油杆柱的任何初始偏心都会导致在全井范围内发生杆管碰撞现象；抽油杆柱下冲程杆管碰撞更为剧烈，且泵端附近碰撞力最大；由于粘弹性流体法向力的存在，杆柱与油管壁的接触碰撞更加频繁，加剧了杆管偏磨。所建立的粘弹性流体法向力作用下的抽油杆柱横向振动仿真模型对于聚驱井杆管偏磨分析、扶正器的优化配置具有指导作用。     

不同形状弹体高速冲击下复合材料层板损伤分析

根据纤维增强复合材料宏细观结构,基于纤维的线弹性假设和基体的粘弹性假设,推导了单向复合材料粘弹性损伤本构关系。在此基础上,结合Hashin失效准则进行单层板面内损伤识别,通过界面单元模拟层间分层损伤,采用非线性有限元方法,建立了复合材料层板高速冲击损伤有限元分析模型。利用该模型,深入研究了不同形状弹体高速冲击下复合材料层板的弹道性能和损伤特性,探讨了相关参数对冲击损伤的影响规律,获得了一些有价值的结论。     

分析结构自由振动的传递矩阵精确形式

本文以微分方程和矩阵分析理论为基础,导出了求解结构自由振动传递矩阵法的精确工,无论是在计算效率和精度上都是对传递矩阵法的一个很好推广。文中运用这种封闭的精确形式求解了分段变厚圆柱壳的自由振动。     

短纤维增强金属基复合材料应力分布的剪切滞后分析

使用弹性理论和剪切滞后分析,推导出了基体和纤维应力场分布表达式,研究了纤维体积分数、纤维长径比和基体屈服强度等对应力分布和应力传递的影响。研究表明,基体和纤维应力分布及基体的塑性行为具有明显的不均匀性,基体与纤维之间存在明显的应力传递和应变分配。     

短纤维增强金属基复合材料应力分布的剪切滞后分析

使用弹性理论和剪切滞后分析, 推导出了基体和纤维应力场分布表达式, 研究了纤维体积分数、纤维长径比和基体屈服强度等对应力分布和应力传递的影响。研究表明, 基体和纤维应力分布及基体的塑性行为具有明显的不均匀性, 基体与纤维之间存在明显的应力传递和应变分配。关键词　金属基复合材料, 剪切滞后理论, 应力应变分布      

两相邻结构地震动响应被动优化控制的比较研究

探讨了运用被动的控制装置减轻相邻结构地震动响应的机理,比较了在不同的地震波作用下粘弹性阻尼器和流体阻尼器的减震效果。将两相邻结构简化为两单自由度体系,用Voigt模型模拟连接两相邻结构的粘弹性阻尼器,用Maxwell模型模拟连接两相邻结构的流体阻尼器,分别导出了在地面白噪声激励下主结构平均振动能量最小或两相邻结构总平均振动能量最小这两个控制目标下粘弹性阻尼器与流体阻尼器的优化参数的一般表达式。运用具有不同频谱特性的三类相邻结构在ElCentro1940NS,Kobe1995和唐山地震波作用下的数值结果比较了这两种被动阻尼器的减震效果,详细讨论了导致不同控制效果的原因。