辛几何形态下不同边界条件的薄板解析解

利用平面弹性与板弯曲的相似性理论,用直接法研究辛几何形态下的薄板弯曲问题。当薄板对边边界条件形式不同时,将其进行降阶形成对偶方程组,再利用分离变量法把问题转化为本征值问题求解。通过本征函数、辛正交关系、展开求解等手段得到了薄板的解析解。算例表明辛求解的有效性与快速收敛性。     

四边固支弹性矩形薄板的自由振动

首先弹性矩形薄板的动力学方程表示成为Hamilton正则方程,然后采用辛几何方法对全状态相变量进行分离变量,并利用得到的共扼辛正交归一关系,求出四边固支弹性矩形薄板的固有频率和振型的解析解表达式．由于在求解过程中不需要事先人为的选取挠度函数,而是从弹性矩形薄板的动力学基本方程出发,直接利用数学的方法求出可以满足四边固支边界条件下薄板的固有频率和振型的解析解表达式,使得问题的求解更加理论化和合理化．此外,还给出了计算实例来验证本文所采用的方法以及所推导出公式的正确性．     

Reissner模型中厚板边界元法的进一步应用

利用边界单元法求解Reissner模型中厚板弯曲问题以及对解的精度和收敛性的研究已在文献中作了详细的研究.在文献中主要求解了矩形板、菱形板和斜板的弯曲问题.本文主要研究悬臂板、中心穿孔、偏心穿孔的简支方板的弯曲问题并与文献的薄板边界元结果及其它已有文献的结果相对照.     

集中谐载力作用下三边固定一边自由板的受迫振动

应用混合变量最小作用量原理求解了三边固定一边自由矩形板在任意集中谐载作用下的受迫振动问题，建立了求解这类问题受迫振动稳态解的新方法，对于结构工程抗震问题中的振动分析给出了一个新的解决途径，所获得的计算结果，跟现有的文献进行比较证明了其正确性，因此该方法不仅具有重要的理论价值，而且可以为工程实际直接采用。     

大展弦比板弯扭耦合受迫振动分析

对于工程广泛存在的大展弦比结构,首次研究了大展弦比板弯扭耦合受迫振动响应.考虑弦向相对弯曲刚度远大于展向弯曲刚度,将弦向截面等效为刚体,考虑其绕展向轴线的扭转,应用Hamilton原理分别计算大展弦比板的势能与动能,建立两端简支的大展弦比板弯扭耦合受迫振动的动力学控制方程.将动力学控制方程进行Galerkin截断后,通过谐波平衡法和微分求积法/微分求积单元法,计算得到了大展弦比模型弯扭耦合受迫振动稳态响应的解析解及数值解,同时验证了解的截断收敛性及谐波收敛性.最后研究了外激励幅值对结构受迫振动响应的影响.结果将为工程中广泛存在的大展弦比结构设计提供指导.     

均布荷载下四边固支矩形薄板的挠度研究

为求解四边固支矩形薄板在均布荷载作用下的挠度表达式,本文利用叠加法以利维解为基础将复杂问题分解为多个简单问题,然后进行叠加,获得了四边固支矩形薄板在均布荷载作用下的挠度表达式。利用有限元模拟验证表达式的正确性,研究发现有限元结果与公式结果吻合较好,本文利用叠加法求得的挠度表达式具有较高的求解精度,且表达式具有良好的收敛性。基于现有资源,推导出均布荷载下固支矩形薄板的挠度表达式,可供相关人员参考。     

正交各向异性叠层板的非线性主共振分析

研究了在四边简支的边界条件下,正交各向异性矩形叠层板在横向简谐激励作用下的非线性主共振及其稳定性问题．在给出了正交各向异性叠层板的振动微分方程的基础上,利用伽辽金法导出了相应的达芬型非线性强迫振动方程．应用平均法对主共振问题进行求解,得到了系统在稳态运动下的幅频响应方程．基于李雅普诺夫稳定性理论,得到了解的稳定性判定条件．作为算例,分别给出了不同条件下,系统运动的幅频响应曲线图、振幅-激励幅值响应曲线图和动相平面图,并对解的稳定性进行了分析,讨论了各参数对系统非线性振动特性的影响．     

双参数弹性地基上板的自由振动

建立了双参数弹性地基上的正交异性矩形薄板自由振动位移函数微分方程,并得到其一般解．这可用以精确地求解板在任意边界条件下的自由振动问题．以四边固定的正方形板为例进行了分析,计算过程简单,便于实际应用．亦适用于求解单参数弹性地基和各向同性板情形。     

人工鱼群算法在求解非线性方程组中的应用*

针对传统非线性方程组解法对初始值敏感、收敛性差、精度低等问题,提出了一种用于人工鱼群算法求解非线性方程组的进化算法.该算法求解精度高、收敛速度快.数值仿真结果表明,该算法对求解非线性方程组非常有效,既克服了传统方法对初值敏感和收敛性差,又解决了非线性方程组多解的求解难点等问题,为非线性方程组提供了一种进化求解的方法.     

弹道导弹基本诸元的快速装订算法研究

采用机动平台发射的弹道导弹,发射诸元随发射点纬度和射向、射程的变化而变化.实现不同发射点、不同目标点的发射诸元的快速装订是一个重要的研究课题.传统的射表拟合方法和解析方法在解算速度和精度上都存在很大的不足.根据牛顿迭代原理,采用了一种形式简洁的迭代算法来解决发射诸元的计算问题,推导了算法的公式,给出了算法的流程,并通过拟合算法得出了发射诸元的解析算式,该算式既可用作诸元参数的估算,也可作为迭代算法的初值以加快求解速度.仿真结果表明,算法在精度和收敛性上都达到了满意的效果.     

非线性地基上正交异性矩形板的非线性热振动

研究了非线性地基上正交异性矩形板的非线性固有热振动.采用常规的L-P法分析非线性地基上正交异性矩形板的非线性热振动难以得到高精度的近似解,为此,先对该强非线性振动系统进行参数变换,将该强非线性振动系统转化为弱非线性振动系统.然后采用改进的L-P法进行求解,得到了强非线性振动系统的高精度近似解.此外,讨论了温度、地基特征参数、长宽比等因素对非线性地基上正交异性矩形板非线性热振动固有频率的影响,得到了非线性地基上正交异性矩形板热振动频率随温度下降、地基特征参数变大、长宽比变大而增大的结论.     

膜受迫振动方程的多辛格式及其守恒律

基于Hamilton空间体系的多辛理论研究了膜强迫振动问题.利用Runge-Kutta多辛格式构造了一种9×3点半隐式的多辛离散格式,该格式满足多辛守恒律.数值算例结果表明该多辛离散格式不仅能够有效提高数值计算精度,而且能够保持膜振动系统的局部性质.同时利用多辛格式模拟得到的波形图表明多辛方法具有较好的长时间数值稳定性.     

A finite element method for the free vibration of plates allowing for transverse shear deformation

An isoparametric quadrilateral plate bending element is introduced and its use for the free vibration analysis of both thick and thin plates is examined. Plates of rectangular planform and of orthotropic materials are analysed and excellent results are obtained. The element performance is assessed by comparison with well established analytical and numerical solutions based on Mindlin's thick plate theory, three dimensional elasticity solutions and solutions based on thin plate theory. The ease with which the element may be implemented is stressed. The use of an eigenvalue economiser which produces considerable economy in the computer solution is demonstrated. Various mass lumping schemes and numerical integration rules used in the construction of the element mass matrix are also examined.     

横向磁场中矩形薄板在分布载荷作用下混沌分析

在建立置于横向稳恒电磁场中,同时受横向均布载荷作用四边简支的金属矩形薄板的受力模型的基础上,推导了金属矩型薄板的磁弹性耦合动力学方程,求得了该模型振动系统的异宿轨道参数方程,并根据Melnikov函数方法,推导并求解了振动系统的异宿轨道的Melnikov函数,最后给出了判断该系统发生Smale马蹄变换意义下混沌运动的条件和混沌运动判据.由此可对矩形薄板在机械载荷和电磁载荷共同作用下的分岔和混沌进行分析.本文给出的方法可以推广到其他不同边界条件和不同外载荷条件下弹性薄板的磁弹性振动问题的研究.     

四边简支矩形薄板的双Hopf分岔分析

基于奇异性理论,研究了主参数共振-1∶3内共振情形下参数激励与外激励联合作用下四边简支矩形薄板的双Hopf分岔问题.考虑弱阻尼和弱激励的情形,得到了四边简支矩形薄板的分岔方程,给出了四边简支矩形薄板在参数平面μ-σ1上的分岔图.对参数激励与外激励联合作用下四边简支矩形薄板的阻尼系数、外激励、参数激励以及调谐参数进行不同的取值,通过数值模拟得到了四边简支矩形薄板平衡解将发生Hopf分岔,并分岔出周期解,薄板系统的非线性振动形式为周期运动.当四边简支矩形薄板的参数满足给定条件时,我们得到薄板的1∶3共振双Hopf分岔.随后,四边简支矩形薄板将会呈现概周期振动.     

矩形中厚板自由振动问题的哈密顿体系与辛几何解法

以矩形中厚板的胡海昌方程为基础,将中厚板自由振动问题导入哈密顿体系,然后利用辛几何中的分离变量和本征函数展开的方法求出了对边简支板自由振动的精确解．文中采用的辛方法不必事先人为地引入试函数,而是通过完全理性的推导,从而突破了传统半逆解法的限制,使得问题的求解更加合理,易于推广．计算实例证明了本文推导结果的正确性．