翘曲对非对称结构弯扭耦合振动的影响

采用薄壁梁理论将非对称变截面船体梁离散为n段均质有限梁，针对其自由振动为垂向弯曲、水平弯曲及扭转耦合振动的特点，应用迁移矩阵法推导出船体结构的固有频率和固有振型求解公式．把公式系统编制成计算机程序，并通过实船算例及开口薄壁直梁模型计算了其固有频率及固有振型，分析了翘曲变形对其固有特性的影响．计算结果表明：考虑翘曲刚度后，结构的固有频率比同尺寸不计翘曲时有所升高，尤其在扭转振型为主要振型时，频率升高得更多．     

应用传递矩阵法分析不对称船体耦合振动

分析了不对称船体结构的双向横弯曲和圣维南扭转耦合振动并考虑了剪切变形影响,给出了传递矩阵及算例。     

考虑次剪应力的薄壁杆件扭转刚度矩阵和它的有限元分析

本文推导了薄壁杆件在翘曲位移假设下的扭转刚度矩阵,同时给出了拉(压)、弯曲和扭转下薄壁梁单元刚度矩阵。对不同截面薄壁梁单元的联接进行了研究,并用最小二乘法处理联接处的位移协调,最后给出了计算结果。     

考虑截面翘曲问题的汽轮机长叶片耦合振动的动力学方程

本文考虑了汽轮机长叶片的截面翘曲问题,应用开口薄壁梁理论对长叶片的运动学,静力学和动力学特性进行了分析,并应用哈密顿原理推导了变截面,有预扭长叶片的纵向拉伸,双向横弯曲及扭转耦合振动的弹性体自由振动微分方程及边界条件     

基于稳定函数的空间薄壁构件几何刚度矩阵

为真实描述结构二阶弹性分析中可能出现的侧扭屈曲变形和翘曲扭转变形,精确满足增量虚位移原理,结合梁柱法和有限单元法,基于更新拉格朗日构形的增量虚位移原理和三维空间薄壁构件理论,提出采用拉弯、压弯、纯弯及扭转状态下薄壁构件平衡微分方程的解作为插值函数,详细推导了考虑截面翘曲影响的空间薄壁梁柱单元的几何非线性切线刚度矩阵,推导过程中同时考虑了双向弯曲和扭转及其各耦合项对刚度矩阵的影响。并通过算例证实了文中方法的精确度和有效性。     

考虑畸变的开口薄壁构件变形方程及其应用

为简化考虑截面畸变的薄壁杆件力学分析,提出一种把薄壁杆件拆分为两个较简单的部分分别分析、按需综合的方法。该文重点探讨截面畸变变形的效应分析：首先基于薄板小挠度弯曲理论,建立矩形板条的面外弯曲变形方程,然后适当简化截面畸变的变形形式和平衡条件,实现反映开口薄壁杆件畸变和扭转性能的“板件面外弯曲综合抗力体系”分析,最后与另文探讨的薄壁杆件“板件面内拉弯综合抗力体系”的分析进行综合,建立考虑截面畸变的开口薄壁杆件常微分变形方程。与目前较为常用的广义梁理论及有线条法相比,该方法无需进行截面正交分析或假定变形沿杆长的分布。为提高方法的实用性,文中还基于该变形方程,探讨了薄壁杆件单元刚度方程等矩阵位移法诸实现要件,据此编制的通用程序计算结论与基于壳单元的ANSYS软件算例结论吻合良好。     

等参有限元法在平面曲线梁桥中的应用

以单纯扭转理论假定为基础，采用三节点的等参曲梁有限元来分析曲线梁桥，根据推导的刚度矩阵编制了计算程序并给出了2个算例。这种具有9个自由度的曲梁有限元方法，可以认为是三节点等参直梁有限元和圆弧曲杆有限元的有机结合，相对于二节点的圆弧曲杆有限元，考虑了曲梁的横向剪切变形的影响。同时直接计算出对设计比较重要的剪力值，既能适用于薄梁，也能适用于中厚梁.     

对薄壁梁迁移矩阵算法的一点改进

针对基于薄壁梁理论所导出的弯扭耦合振动微分方程的特点,经将剖面状态矢量的分量适当排序后,借助矩阵分块技巧,大幅度地缩短了生成场迁移矩阵的计算时间,从而可以显著地提高应用迁称矩阵对薄壁结构进行弯扭耦合振动分析计算的效率。     

三维薄壁梁结构的动态有限元方法

本文系统地讨论了三维薄壁梁的动态有限元方法,它是从薄壁梁元素的振动微分方程出发,建立了与频率有关的位移插值函数,导出了考虑约束扭转的动态质量与刚度矩阵。本文还提出了求解动态有限元的非线性特征问题的迭代摄动法。对悬臂梁弯曲振动和简支薄壁梁的约束扭转振动的计算结果表明,动态有限元法比普通的基于静态位移插值函数的有限元法有更高的精度。     

空间两连杆柔性构件弯扭耦合振动主动控制

为了研究空间柔性结构的耦合振动，提出一种由柔性杆和柔性梁组成的两连杆柔性构件系统，对此柔性构件系统的弯扭耦合振动进行了研究，运用拉格朗日方程和假设模态法推导了此柔性系统的动力学方程．在柔性杆根部粘贴一只压电扭转驱动器抑制柔性杆的扭转振动，在柔性梁根部粘贴一只压电剪切驱动器抑制柔性梁的弯曲振动．采用一种基于Lyapunov稳定性的速度反馈控制策略进行了实验仿真研究．结果表明, 施控后的系统是稳定的，弯扭的各阶模态均能得到有效抑制，柔性梁末端的位移振动能得到显著衰减．     

基于壳梁单元耦合理论的车身有限元分析及其轻量化设计

在梁单元的基础上,采用壳单元和梁单元混合模型,并对壳元和梁元的边界耦合的刚度矩阵进行了详细的推导．利用通用有限元分析软件ANSYS计算了天然气公交客车在弯曲、扭转、转弯、刹车4种工况下的应力及变形．根据计算结果提出了轻量化的方案,并对应力集中点进行了结构优化,利用ANSYS对改进后的车型进行计算,结果表明改进方案可行．     

小跨高比RC开口梁弹性扭转性能计算方法

为改善经典Vlasov弹性扭转理论应用于开口深梁计算时引起的极大计算误差,在Vlasov理论的基础上,引入剪切变形的影响,推导了约束扭转计算公式,获得考虑剪切变形影响的平衡微分方程,并利用初参数法得到解析解.同时,分别应用本文提出的计算方法、Vlasov理论及ABAQUS有限元模拟,对跨度分别为6.65 m和3.325 m的钢筋混凝土U型梁进行了计算分析.计算结果表明:两种计算方法应用大跨高比的U型长梁的扭转角的计算结果相差不大（当l/h＞10时,误差在20%以内）,与试验结果和有限元模拟结果均基本一致;但对于小跨高比的U型短梁,Vlasov理论极大低估了截面的扭转角（当l/h＜6时,误差在40%以上）,而本文提出计算方法所得的计算结果与试验及有限元模拟结果均吻合较好.本文所提方法克服了Vlasov经典理论中忽略剪切变形的局限性,不仅适用于大跨高比的开口薄壁构件的扭转计算,而且适用于小跨高比的开口薄壁结构的扭转分析.     

闭口薄壁杆件受碰撞的振动方程求解

基于薄壁杆件理论、能量泛函变分原理和闭口薄壁杆件翘曲函数的特征,推导了闭口薄壁杆件的双向弯扭耦合动力方程,此方程可退化为Bernoulli-Euler梁弯扭耦合动力方程.根据结构的边界条件、连续条件和碰撞接触平衡条件,采用Laplace积分变换和逆变换方法求解闭口薄壁杆件受碰撞的动力方程,获得了闭口薄壁杆件的各种瞬态动力响应.将结果与Bernoulii-Eurler薄壁梁理论结果相比较,计算结果表明:考虑剪切变形对冲击力和扭转角的影响不大,但对位移的影响比较显著.     

对矩形闭全薄壁组合梁扭转特性的探讨

以有效利用结构扭转变形为研究目的，研究了截面几何形状完全对称的矩形产合薄壁组合梁模型在横力弯曲作用下的扭转特性，并对所设模型进行了定性分析，推导出了引起梁扭转变形的截面弯曲中心的计算公式以及截面剪力流的分布。     

基于遗传算法的压电扭转驱动器优化布置

针对空间薄壁杆类结构的扭转振动问题，对一薄壁杆上的扭转驱动器位置优化配置进行了研究．采用拉格朗日方程和假设模态法，推导了薄壁杆与驱动器组成的系统的动力学方程，建立了动力学系统的状态空间表达式．将薄壁杆划分为若干个位置单元，选取Grammian可控性作为目标函数，运用遗传算法获得了压电扭转驱动器的最佳配置位置．在最优位置处黏贴压电扭转驱动器，实施闭环控制，得到了薄壁杆自由端角位移前三阶模态的闭环幅频响应．结果表明，采用遗传算法能获得最优位置，在最优位置处实施的闭环控制能有效抑制薄壁杆的扭转振动．     

考虑翘曲应力及转动惯量和剪切变形影响的长叶片耦合振动

在文献（９）的基础上考虑了转动惯量和剪切变形的影响，应用哈密顿原理推导出长叶片在考虑翘曲应力时纵向伸缩，双向横弯曲和扭转耦合振动的连续体动力学方程和边界条件。     

复合材料自然弯曲闭口薄壁梁动力分析的变分原理

应用变分原理，用曲线坐标法建立了两端边界均为完全约束的复合材料自然弯曲闭口薄壁细长梁动力分析的非完全广义变分的泛函。其中考虑了对叠层复合材料变得敏感的横向剪切变形以及和扭转有关的翘曲变形的影响，由泛函驻值条件可以导出该梁关于位称ｕ的动力学方程和固定边界的位移边界条件。上述方法还可推广到其它各种不完全约束边界的情况，最后对于非保守体系的情况也作了考虑。     

考虑剪切和翘曲变形影响的空间钢框架塑性铰模型

采用更新的拉格朗日列式,推导了一种较为精确的用于空间钢框架非线性分析的集中塑性铰模型.利用考虑剪切变形效应的插值函数推导了空间钢框架结构梁柱单元二阶弹性分析的刚度矩阵.在矩阵推导的过程中,引入了基于薄壁构件的Kollbrunner-Hajdin修正约束扭转理论,应用此理论产生的翘曲扭转插值函数可计及二次剪应力对翘曲变形的影响;结合可以考虑残余应力影响的CRC切线模量,利用扩展的Orbison屈服面模型,推导了一种能反映塑性沿构件截面扩展的二阶非弹性分析的梁-柱单元,可用于多种空间钢框架结构的双重非线性分析,具有较强的通用性.最后通过算例证明了本文提出梁-柱单元的精度和有效性.     

单层厂集中墙梁的扭转分析

对单层工业厂房中和的二跨，三跨连续冷弯薄壁槽钢截面墙梁的扭转问题进行了精确的理论分析，在分析中考虑拉条对扭转的有利影响，得到了墙梁弯曲扭转双务矩的计算公式，可供工程设计人员参考。     

精细塑性铰法理论研究及面向对象程序设计

建立考虑剪切变形影响的精细塑性铰法的空间梁柱单元,可以考虑残余应力引起的刚度退化和塑性沿截面的渐进屈服,单元刚度矩阵包含了轴向、弯曲和扭转等位移之间的耦合影响。根据面向对象的程序设计思想,将整个有限元域划分为八个基本类,在单元基类的基础上派生了新的单元类,采用C＋＋语言编制了面向对象的空间钢结构高等分析程序。几何、材料非线性算例分析结果表明,本文提出的理论分析方法和计算程序是正确的和高效的。