复合材料层合板的多脉冲混沌动力学研究

利用非自治系统的广义Melnikov方法研究了受面内与横向简谐激励共同作用的四边简支复合材料层合矩形板的多脉冲混沌动力学行为。基于含有多个相互耦合非线性项复合材料层合板的二自由度非线性常微分运动控制方程,利用非自治系统的广义Melnikov方法,从理论上证明了复合材料层合板存在多脉冲混沌运动,并根据理论结果作了相应的数值模拟研究,进一步验证了所得出的结论。     

含压电结构的FGM悬臂板非线性动力学分析

针对含压电层功能梯度材料（FGM）悬臂板的非线性动力学问题,提出了基于von-Karman理论和Reddy三阶剪切变形理论的FGM板动力学方程,建立了以表面覆盖（P/FGM/P）和埋置压电层（FGM/P/FGM）的FGM板模型,利用Galerkin法对偏微分方程组进行离散,通过Runge-kutta算法求解方程组并对系统进行数值分析,得出控制电压和压电层铺设方式对系统非线性动力学行为有很大的影响,板的横向振幅随着正电压的升高而减小,随着负电压的增大则增大,另外控制电压对P/FGM/P混合板振动的影响更为显著。     

带压电层功能梯度悬臂板非线性动力学分析

分析了在热环境条件下受横向栽荷作用的、带压电功能梯度材料悬臂板的非线性动力学问题。基于vonKarman理论和Reddy一阶剪切变形理论,推导出了带压电功能梯度悬臂板的动力学方程。利用Galerkin法对偏微分方程进行离散,对离散后的方程进行数值模拟,分析中考虑了组分材料热物参数对温度变化的依赖性,讨论了材料组分指数、控制电压对系统非线性动力学行为的影响,结果表明正电压减小了板的振幅,负电压增大了板的振幅,而随着材料体积分数指数的增大,板的振幅也在变大。     

含孔复合材料层合板拉伸强度研究

对含孔复合材料层合板的破坏模式和拉伸强度进行了研究,考查了孔的直径和形状对层合板强度的影响.通过实验研究,测量出含孔层合板的强度.利用有限元软件ABAQUS的子程序USDFLD建立了逐渐损伤失效模型,对层合板的强度进行了数值模拟.研究结果表明,数值模拟得到的强度值和实验测量的强度值吻合较好,文中建立的数值模型可以有效地预测含孔层合板的强度.     

各向异性矩形叠层板两种解的对比

介绍了叠层板理论在复合板中的应用,对一些问题进行了讨论并给出了相应的介绍,最后针对两个具体的问题进行了求解,并将计算值与ANSYS的分析值进行了比较,结果表明,该理论求解精度较高,为我们研究叠层板问题提供了较为简单的方法和途径.     

非均匀曲线支承矩形Mindlin板的自由振动

给出了非均匀曲线支承的Ｍｉｎｄｌｉｎ矩形厚板自由振动问题的级数解，将位移和转角在板域内展成重傅里叶级数，将其导数在边界上展成单傅里叶级数，通过傅里叶变换将控制微分方程和边界条件转化成关于位移级数的系数的一组无穷线性代数方程，最终将板的自由振动问题转化为矩阵特征值问题。     

部分脱胶压电复合材料层合梁黏结界面失效扩展有限元分析

采用三维有限元模型,对在电场作用下部分脱胶的压电复合材料层合梁黏结界面损伤扩展行为进行了研究.建立了基于虚裂纹闭合技术(VCCT)的界面断裂单元,通过有限元软件ABAQUS的用户自定义单元功能UEL实现并计算了脱胶前缘的能量释放率GⅠ,GⅡ和GⅢ,采用B-K准则作为脱胶扩展判据.对部分脱胶的压电复合材料梁在电压作用下对...     

正交各向异性矩形板小变形弹性屈曲与过屈曲分析

讨论了受一般边界条件约束的正交各向异性矩形板受面内边界力作用下的屈曲和过屈曲状态，证明了在参数满足一定关系的条件下，不论最小临界载荷是单重的还是多重的，问题的平凡解都必定发生分支，而且分支解是连续的，且分支解的个数与材料参数及边界约束条件有关。文中还给出了计算每个分支解的能量表达式。     

矩形压电振子式主动阀压电泵的设计及其性能

根据压电泵的工作原理,基于两端夹持式主动阀开发了矩形压电振子式主动阀压电泵,对其结构及工作原理进行了说明。计算了其理论流量,剖析了流量的影响因素。通过试验研究得出:泵在工作时阀腔压电振子与泵腔压电振子之间的最佳相位差是70°和250°。测试了阀腔压电振子在不同电压、频率驱动信号作用下压电泵的输出特性。同时,对主动阀压电泵的双向泵送能力进行了比较分析。实验结果表明:与正弦波相比,方波作为矩形压电振子主动阀的控制信号时,流量相对比较大。频率为70Hz时,最大流量为140mL/min;在高频情况下,矩形压电双晶片式主动阀压电泵的流量保持较好,圆形压电振子式主动阀压电泵的流量下降明显。     

含孔橡胶矩形板的单向压缩

在船舶和海洋工程领域,以橡胶材料为代表的超弹性材料应用越来越广泛,故研究橡胶材料的损伤和破坏的力学机理是一个非常现实的重大课题.该文力求通过研究橡胶材料的空穴萌生和增长来了解超弹性材料的损伤和破坏的力学机理.利用高玉臣给出的一类应变能函数分析了含单个微孔橡胶矩形板在受单向压缩作用下生长的有限变形问题.利用不可压缩条件确定了矩形板的变形模式,此变形模式含有2个物理意义完全不一样的参数,其中一个参数可由远场的变形状态确定,另一个参数可用最小势能原理导出变分近似解.进而给出了反映微孔变形的参数与外载间的关系,以及孔边应力分布的解析解.结果显示,高玉臣给出的应变能函数能较好地描述橡胶材料的有限变形特性,含有单个圆柱微孔的三维橡胶矩形板受压与受拉时的力学特性相差较大.     

Dielectric and Piezoelectric Properties of 0-3 PZT/PVDF Composite Doped with Polyaniline

Lead zirconate titanate （ PZT ） / polyvinylidene fluoride （PVDF） 0-3 piezoelectric composites doped with polyaniline （PANI） were obtained by hot-press method. The polarization properties of the composites were characterized by XRD and P- E hysteresis loops at room temperature. And the dielectric and piezoelectric properties were also measured. The results show that the poling of PZT could be effectively carried oat and the dielectric constant e, and dissipation tanδ increase monatonously by increasing the volume fraction of PANI in the composite. The piezoelectric constant d33, and the planar electromechanical coupling factor kp increase while the mechanical quality factor Qm decreases with the increase in the content of PANI. The d33, kp and Qm show the extremum values at 8 vol%-10 vol% PANI.     

三角形层合板单元及应力解的杂交化后处理

基于一阶剪切变形理论（FSDT），构造了一个新型无闭锁的三角形复合材料层合板单元CGCLLM-T9，并根据Hellinger-Reissner变分原理，运用应力杂交化后处理方法来改善此位移型复合材料板单元所得应力解的精度，使得此单元能够简单、准确地预测出层舍板的应力，特别是层间横向剪应力，本单元可适用于复杂边界问题．数值算例表明，此单元不仅自由度少，列式简单，且可以得到较高精度的位移解和应力解；是一种性能较好的厚薄板通用的复合材料层合板三角形单元．     

Postbuckling behavior of 3D braided rectangular plates subjected to uniaxial compression and transverse loads in thermal environments

Postbuckling behavior of the 3D braided rectangular plates subjected to uniaxial compression combined with transverse loads in thermal environments is presented.Based on a micro-macro-mechanical model,a 3D braided composite may be treated as a cell system and the geometry of each cell is deeply dependent on its position in the cross-section of the plate.The material properties of the epoxy are expressed as a linear function of temperature.Uniform,linear and nonlinear temperature distributions through the thickness are involved.The lateral pressure(three types of transverse loads,i.e.transverse uniform load;transverse patch load over a central area;and transverse sinusoidal load)is first converted into an initial deflection and the initial geometric imperfection of the plate is taken into account.The governing equations are based on Reddy’s higher-order shear deformation plate theory with a von Kármán-type of kinematic nonlinearity.Two cases of the in-plane boundary conditions are also taken into account.A perturbation technique is employed to determine buckling loads and postbuckling equilibrium paths of simply supported 3D braided rectangular plates.The results reveal that the temperature rise,geometric parameter,fiber volume fraction,braiding angle,the character of the in-plane boundary conditions and different types of initial transverse loads have a significant effect on the buckling and postbuckling behavior of the braided composite plates.     

半刚性节点钢框架-十字加劲钢板剪力墙结构的数值分析

为了研究半刚性节点钢框架-加劲钢板剪力墙结构体系的抗震性能和传力机理,模拟实际框剪结构的底部两层,对一榀单跨两层1/3缩尺半刚性节点钢框架-十字加劲钢板剪力墙结构进行了抗震拟静力试验研究,在试验模型的基础上,建立了非线性有限元模型,并验证了模型的有效性.考虑影响结构抗震性能的4个主要因素:节点刚度、剪力墙厚度、框架柱的刚度、肋板刚度比,进行了4个系列16个有限元模型的变参数分析.结果表明:降低节点刚度有利于提高结构的延性和耗能能力;增加柱的刚度和肋板厚度可提高结构的初始刚度、承载力和延性性能;增加内填墙板的厚度,将降低试件的延性性能;内填墙板在加载初期非常有效,承担70%～85%的水平剪力,研究为该种结构体系的工程应用和理论分析提供依据.     

两边连接钢板剪力墙与组合剪力墙抗剪性能

采用ANSYS有限元程序对两边连接钢板剪力墙与钢板组合剪力墙进行数值模拟分析.研究了不同高厚比下两边连接钢板剪力墙与钢板组合剪力墙抗剪静力性能的区别,分析了两种剪力墙的受力机理和破坏模式.结果表明:高厚比λ是影响两边连接钢板剪力墙抗剪静力性能的主要因素;高厚比较大的剪力墙所需要的能够完全限制钢板出平面方向位移的混凝土板厚度较小;预制混凝土板的存在改变了剪力墙钢板的受力模式,对薄钢板剪力墙尤为明显,钢板由拉力带承担水平荷载改变为截面受剪承担水平荷载.     

横波钢板混凝土剪力墙震损修复及抗侧刚度分析

为了研究震损横波钢板剪力墙构件快速恢复功能的可行性,设计横波钢板混凝土组合剪力墙（CSPCW）. 施加一定的初始损伤后,对墙趾受损部位进行修复改造使CSPCW成为带阻尼器钢板混凝土组合剪力墙（RCSPCW）,并进行拟静力加载. 为了验证阻尼器的可更换性,在RCSPCW层间位移角达1.25%时,更换阻尼器后再次对试件进行拟静力加载. 试验结果表明：RCSPCW能够将损伤集中在阻尼器上,提升剪力墙延性及耗能能力. 第二次更换阻尼器试件的滞回曲线比第一次更换阻尼器的更饱满,证明罕遇地震下更换阻尼器的可行性. 采用ABAQUS对RCSPCW进行抗侧刚度数值拓展分析,发现剪跨比影响最大,体积含钢率影响最小.     

金属面夹芯板在大型网架内做封隔墙体材料的应用

在采用大跨度球形网架结构的大型公共建筑中，由于保温等要求，往往需要在网架内做墙体封隔。受穿越网架内的各向弦杆的制约，以目前国内此类工程的不同墙体材料进行分析，其中选择安装承插口连接的100mm厚轻质彩钢保温复合板．此种材料具有轻质、高强、保温、美观、安全、节省投资、安装简便、快捷、开洞补洞工艺简单、施工工序少、不受季节温度影响、无湿作业、可一次成活和节省劳动力投入等诸多优点，对加快施工进度，搞好明施工和克服质量通病，提高工程质量十分有利，是目前用于网架内做各种封隔墙体材料中最具有推广价值的一种，有很好的发展空间。     

双向自支撑叠合板受力破坏机理及试验研究

随着我国新型建筑工业化的推进,作为工业化主要构件的叠合板得到了大力的发展,但是,多数叠合板拼缝处的钢筋构造复杂,生产、施工较为困难,为此,针对一种简单拼缝构造方式的双向自支撑叠合板进行了全过程受力机理研究,同时对该种叠合板进行了足尺试验,并与同样大小的双向现浇板进行了试验对比,结果表明,该种叠合板的破坏形态与现浇板基本相同。在此基础上,结合数值模拟技术,着重研究了该种叠合板的双向受力机理,裂缝开展及分布,拼缝处钢筋的粘结滑移及传力性能。并系统地对该种叠合板在多种情况下的破坏机理进行了分析,为该种叠合板的设计和应用提供了很多有益的参考。     

考虑滑移和剪切变形的单箱双室组合箱梁剪力滞效应

为准确分析单箱双室组合箱梁的剪力滞效应,考虑钢混凝土的界面滑移效应和钢腹板的剪切变形,针对顶底板和翼板定义不同的剪力滞翘曲位移函数,基于能量变分法推导出单箱双室组合箱梁剪滞效应的控制微分方程及其闭合解。以单箱双室组合箱梁算例为基础,利用该方法分析其剪力滞效应的规律,结果表明：在同时考虑滑移和剪切变形时,组合箱梁的挠度比初等梁理论解大,且其挠度随界面滑移刚度的增大而减小;组合箱梁在均布荷载作用下,滑移量与荷载值近似成正比关系;在相同条件下,钢箱梁底板的剪力滞效应较混凝土顶板显著。