定常温度热弹性板的精化理论

本文首先给出了定常温度热弹性 Ｂｉｏｔ［１］通解的一种新的简化形式,它看起来与各向同 性弹性力学的Ｐａｐｋｏｖｉｃｈ－Ｎｅｕｂｅｒ 通解十分相象,而后由此出发,由一般的各向同性弹性板推 广到本文的热弹性板问题,研究了热弹性板的问题,在没有任何预先假设的前提下,应用Ｌｕｒ’ｅ 算子法,证明了此通解不失一般性,导出了热弹性板精化理论的控制微分方程。     

定常温度热弹性梁的精化理论

首先给出了定常温度热弹性Biot通解的一种新的简化形式,它看起来与各向同性弹性力学的Papkovich-Neuber通解十分相似。不作预先假设,从热弹性理论出发,利用Biot通解和Lur'e算子方法构造了梁的精化理论,得出了自由表面热弹性梁的三个精确方程:四阶方程、超越方程和温度方程。由一般的各向同性弹性梁推广到热弹性梁,导出了在反对称载荷和介质温度作用下热弹性梁的近似控制微分方程。     

复合材料夹层板振动分析的精化锯齿理论和三角形板单元

基于精化锯齿理论,构造了六节点三角形协调板单元并推导了夹层板自由振动问题有限元列式。不同于已有锯齿理论,精化锯齿理论特点是面内位移不含有横向位移一阶导数,构造有限元时仅需要C⁰ 插值函数。为验证单元性能,分析了软核夹层板自由振动问题。结果表明,该文构造的单元能准确计算软核夹层板固有频率,然而基于已有锯齿理论建立的不协调元计算结果精度较低。     

磁场中旋转圆环板的气磁弹性动力稳定性

研究磁场作用下导电旋转圆形环板受气动载荷的磁弹性行波动力学特性问题。应用哈密顿原理推导出磁场作用下旋转运动圆板的磁弹性振动控制方程,给出电磁力和气动载荷的表达式。根据边界条件设定行波特性振型函数,应用伽辽金积分推得行波动力学特征方程。通过算例,得到磁场中旋转运动圆环板在不同空气动力载荷作用下的前、后行波振动频率变化曲线和不同阶模态下的临界转速值,分析了气磁弹性条件对不同阶模态振动频率和阻尼的影响,分别讨论了基于振动频率和阻尼的临界转速变化规律及动力失稳特性。结果表明,磁场、空气动力载荷、转速等参数对旋转圆板的行波振动有显著影响。     

波浪与弹性板作用的数值模拟

该文采用高阶有限元和边界元联合的方法求解波浪与弹性板的相互作用。其中流场采用边界元法求解,结构弹性响应方程采用基于Mindlin板理论的有限元方法求解,通过模态叠加技术实现了弹性板变形与流场相互作用的解耦。通过对一矩形板的计算,验证了该文方法与他人试验结果和数值模拟结果都吻合良好。利用这一模型进一步分析了波浪与弹性圆形板的作用问题,并对圆形板运动响应的收敛性进行了分析。     

固定边载流矩形板的磁弹性效应分析

针对在电磁场和机械场耦合作用下的载流矩形板的二维磁弹性问题进行了研究.在给出矩形薄板的磁弹性非线性运动方程、几何方程、物理方程、电动力学方程和Lorentz力表达式的基础上,建立了差分格式和线性化迭代方程,给出了这些方程的数值解系统,并以固定边矩形板为例,计算了该板在电磁场和机械载荷耦合作用下的应力及变形,研究了侧向电...     

粘弹性边界条件弹性板的最优控制

本文研究在给定空间控制特殊边界条件带加强项的弹性板的问题;首先用不动点原理证明状态方程解的相关正则性,运用Sobolev空间理论,Young、Gronwall、Holder等一些常用不等式得出状态方程弱解的先验估计:其次选择合适的目标函数,从前面得到的先验估计可以知道状态方程的解的范数在给定的空间有界,所以存在收敛子序列,由此证明最优控制的存在性。     

弹性浮板在周期集中载荷作用下的水弹性响应

基于线性水波理论和Mindlin厚板动力学理论,采用Wiener-Hopf方法,研究了水面上浮动弹性平板受周期集中载荷作用下的水弹性响应。流体被假设为不可压理想且等深,流动有势。首先分析求解了两种区域(自由水面下区域和浮板下区域)内等深流场的导波问题。而后将原来混合边值问题的求解归结为求解无穷线性代数方程组的问题。其次,采用该方法研究了三种周期集中载荷激励下浮板上挠度和动弯矩幅值的分布情况;最后,对浮板上挠度幅值分布与不同周期载荷的作用点的关系进行了研究。     

无限长导电圆柱体的磁弹性振动

对处于均匀静磁场中表面承受周期性负载的无限长导电圆柱体进行了分析,给出了径向位移的解析表达式。以具体的算例,计算了几种不同负载频率下圆柱体的径向应力     

载流旋转壳的磁弹性问题

本文研究了侧向电流和外磁场强度对变厚度载流旋转壳体的磁弹性效应,利用数值解法分析计算了在轴对称条件下的变厚度旋转壳体在电磁场和机械载荷耦合作用下的应力和位移。     

基于厚板精化理论研究结构振动的模态控制方法

平板动力学与控制是工程结构设计中的重要研究课题。该文基于厚板弯曲振动的精确化方程, 采用Hamilton状态空间方法, 研究了平板结构的振动控制问题。通过满足平板两侧的自由边界条件以及两端的边界条件, 确定了悬臂厚板中的振动模态。而后, 采用独立模态控制方法, 对悬臂板条的振动控制策略进行了研究, 并把结果与基于Mindlin板理论计算得到的结果做了对比分析。最后, 对模态控制实施的数值结果做了进行了讨论。该文研究结果可望能在现代工程结构动力学分析和振动控制中得到应用。     

复合材料多层厚板的精化高阶理论及其有限元法

本文提出了一种经过改进的复合材料多层厚板的精化高阶剪切变形理论,采用Legendre多项式来逼近位移场沿厚度方向的分布,较好地模拟了横向剪切变形和层间拉、压变形,利用层板上,下自由表面横向剪应力为零的边界条件,对所假定的位移场作了化简,在此基础上构造了相应的有限元.文中通过一些典型算例,与Pagano的弹性力学精确解[9]以及其他高阶理论的解作了比较,说明本文的精化高阶剪切变形理论及其相应的有限元具有精度高和收敛快的优点.     

复合材料多层厚板的精化高阶理论及其有限元法

本文提出了一种经过改进的复合材料多层厚板的精化高阶剪切变形理论,采用Legendre多项式来逼近位移场沿厚度方向的分布,较好地模拟了横向剪切变形和层间拉、压变形,利用层板上,下自由表面横向剪应力为零的边界条件,对所假定的位移场作了化简,在此基础上构造了相应的有限元.文中通过一些典型算例,与Pagano的弹性力学精确解[9]以及其他高阶理论的解作了比较,说明本文的精化高阶剪切变形理论及其相应的有限元具有精度高和收敛快的优点.      

基于高阶剪切变形理论的复合材料层合板精化单元法

基于高阶剪切变形层合板理论(该理论满足层间位移、应力连续条件)建立了一种精化方法,由此建立了三角形精化板单元.该单元满足单元间C1类弱连续条件,其收敛性得到保证,且具有列式简单、计算效率和精度高的优点.      

复合材料夹层板弯曲修正的Reissner理论

本文对大高度、软夹芯的复合材料夹层板的弯曲问题,提出了一种新的修正的Reissner理论。该理论对Reissner的线性特性进行了非线性修正;引入夹芯弹性支撑作用对变形与应力的修正。修正项由Reissner理论结果确定,并最终归结为求解Reissner理论问题,使计算更精确而应用亦较方便。      

转动弹性支承矩形板自由振动的一般解析解法

转动弹性支承边与简支边,平夹边均有不同,一方面板边均能防止上下移动,即其挠度均为零。而转动弹性支承边,由于在边界装有均匀分布的转动弹簧使边界弯矩受到斜度的制约而与板边的斜度成正比。采用矩形薄板自由振动横向位移函数的微分方程建立了一般性的解析解,该一般解包括三角函数和双曲线函数组成的解,它能满足4个边为任意边界条件的问题。解中的待定常数可由4边的边界条件来确定,由此得出的齐次线性代数方程系数矩阵行列式等于零可以精确地求得各阶固有频率及其振型。由于矩形板对中间轴具有对称性,利用对称和反对称条件可使求解大大简化。对于正方形板还可利用对角线的对称性而毫无遗漏地找出最低的各阶频率及其振型。以四边均为转动弹性支承方板为例进行计算和讨论。     

具有中间支承的正交异性矩形板自由振动分析

应用一般解析解来求解具有中间支承的正交异性矩形板的自由振动问题。一般解析解能求解任意边界条件矩形板的振动问题。求解过程是将整块板看成是沿中间支承分开的两块板。沿支承边两块板的挠度均等于零;斜度和弯矩均相等。由全部边界条件和连续性条件可以求解各阶频率和振型。对几种具有简支边、平夹边或自由边的板进行了计算。     

混合边界矩形板的自由振动分析

应用一块板的一般解析解来求解混合边界矩形板的自由振动问题。一块板的一般解析解适用于求解任意边界条件矩形板的振动问题。混合边界矩形板的求解过程是将整块板分解为若干块板,每块板仅有均匀的边界,每两块相连的板边则具有连续性条件。利用全部边界条件和连续性条件即可求解各阶固有频率和振型。对几种具有简支边、平夹边或自由边混合边界的板做了计算,并与其它文献结果进行了对比。