不可压缩球体的空穴和分叉

利用Y.C.Gao给出的一类应变能函数,分析了不可压缩球体受静载荷作用时空穴的产生和增长问题,给出了存在分叉解的条件,确定了载荷与空穴半径的函数关系,以及本构参数对临界力的影响,讨论了空穴情形的应力分布以及预先存在微空穴的增长.结果表明本构参数n<1.5时,产生空穴,临界力随着n的变大而变大.     

不可压缩橡胶圆柱的空穴和分叉

利用Y.C.Gao给出的一类应变能函数,分析了不可压缩橡胶圆柱受静载荷作用时在等温条件下及有温度场分布时空穴产生的问题,给出了存在分叉解的条件,确定了外载荷与空穴半径的函数关系,研究了空穴形成时应力的分布,讨论了本构参数和温度对极限载荷和应力分布的影响.结果表明:当本构参数满足O＜n＜1时,橡胶圆柱体存在分叉解;由Neo-Hooken材料构成的圆柱体将会很稳定而不存在分叉解;本构参数n越大,材料越不容易发生孔洞化不稳定现象;温度越高,材料越不稳定.     

二自由度含间隙碰撞振动系统的分岔与混沌

针对二自由度含间隙碰撞振动系统，建立了正弦激励作用下的碰撞振动方程，推导了振动系统满足稳定碰撞的周期解参数和解存在的充要条件，给出了Poincare映射的数学关系.在此基础上，进行了周期运动的稳定性分析，研究了系统随参数改变出现分叉和通向混沌运动的途径.计算结果表明，该振动系统存在复杂丰富的动力学行为.在一定的参数条件下，系统除了存在稳定的周期运动形态之外，还存在着倍周期分叉、Hopf分叉以及其他分叉，系统会沿着倍周期分叉、Hopf分叉等多种途径进入混沌运动.     

统一屈服准则与变分法求解圆板均布极限载荷

为获得均布载荷下简支圆板极限载荷统一解析解,以最小势能原理、刚塑性第一变分原理以及统一屈服准则(unified yield criterion,UYC)比塑性功进行联合解析.获得的解析解为圆板半径a、材料屈服极限σ_s、板厚h以及屈服参数b的函数.由该解可导出Tresca解、Mises解、双剪应力屈服(twin shear stress,TSS)解.与传统的Tresca解析解及Mises数值解比较表明:获得的TSS解和Tresca解分别为计算结果的上下限,该Mises解析解与传统的Mises数值解基本一致,二者误差仅为4.2%.分析表明:随着圆板厚度减小,挠度增加;圆板半径增加,极限载荷增加.     

基于能量释放率的Ⅱ型裂纹开裂分析

分叉开裂问题是一个新型的断裂力学问题, 本文利用经典Ji - 积分守恒律, 对部分路径积分, 分析Ⅱ 型裂纹分叉开裂时能量释放率, 并指出裂纹边界分叉开裂的应力强度因子与Ji - 积分的关系。当裂尖奇异应力场的 应力集中达到一定程度时, 即达到临界条件时, 该应力场所在的边界将开裂, 通过边界移动的能量释放率的分析定 量地给出了边界分叉开裂能量释放率数学表征及边界开裂的极限临界载荷。     

双稳态屈曲梁的非线性跳跃特性研究

基于广义变分原理,借助半纯函数公式解析地给出了预压屈曲梁双稳态跳跃过程中横向力与位移之间的非线性关系式．考虑轴向弹性伸缩对梁长约束的影响,利用假设屈曲模态法分析了跳跃临界力、轴向压力及屈曲模态之间的非线性耦合关系,并给出了双稳态梁发生二次分叉屈曲跳跃临界力与拱高的关系曲线,仿真计算与试验结果一致．     

Jeffcott平衡转子系统亚临界和超临界Hopf分叉

应用非线性动力学理论对平衡转子-轴承系统的亚临界和超临界Hopf分叉进行了分析与研究，提出了转子-轴承系统发生亚临界及超临界Hopf分叉的数值分析方法，分析了不同长径比下，转子系统的失稳转速界限曲线及发生超临界与亚临界分叉的区域．揭示了系统发生超临界Hopf分叉时，其周期解的产生是渐变的；发生亚临界Hopf分叉时，其周期解从稳定到失稳是突发性的，并不是一个渐进的过程，且长径比较小的轴承不易发生危害程度较大的亚临界分叉．     

静荷载作用下圆薄板在弹性地基上的振动问题

利用能量变分法和摄动法研究了圆板在弹性地基上的非线性振动问题，求得了一般问题的三次近似解析解，并给出了非线性固有频率和振幅以及非线性固有频率和静载荷作用下的挠度之间关系。     

含有流动流体的简支管道的振动与稳定性

本文利用作者给出的流体输送管道偶合振动修正的Housner的方程式对含有流动流体的简支管道进行了分析,得到了频率方程和振型函数的解析解,同时给出临界流速应满足的条件。     

功能梯度圆柱壳弹性临界载荷预测

针对功能梯度圆柱壳的弹性临界载荷预测问题,本文提出了一种预报弹性临界载荷的半解析方法。利用薄壳理论建立了壳体耦合振动方程,运用抛物线法求解得到了充液功能梯度圆柱壳的固有频率,通过固有频率平方和内压的线性关系利用插值方法得到功能梯度圆柱壳的弹性临界载荷。通过与已有结果对比,验证了本文方法的正确性。计算了氮化硅-不锈钢功能梯度圆柱壳的弹性临界载荷、边界条件和结构参数等变化对功能梯度圆柱壳弹性临界载荷的影响。本文提出的基于内压条件下的固有频率来预报功能梯度圆柱壳弹性临界载荷的方法,相比于外压条件下的试验和仿真方法,方法简单,更易于实现。     

负载与支承刚度对面齿轮传动系统动态特性的影响分析

为研究负载及支承刚度变化时对面齿轮传动系统动态特性的影响,建立了包含支承、齿侧间隙、时变啮合刚度、综合传动误差、阻尼和负载激励等参数的系统弯-扭耦合动力学模型,并使用PNF（Poincaré-Newton-Floquet）方法进行求解。计算结果表明,在不同的负载及支承刚度条件下,系统会出现简谐响应、次谐响应、拟周期响应及混沌响应4类稳态响应。增加负载及支承刚度能有效降低系统的动载荷,而增大支承刚度还可以减小面齿轮支承在方向与方向上的振动位移幅值差距。     

基于Hertz接触的滚珠直线导轨副接触刚度建模与分析

为建立滚珠直线导轨副接触刚度模型,基于Hertz接触理论对滚珠和滚道的接触面进行了力学与变形分析.考虑了承载前后滚珠接触角的变化,得到了单个滚珠所受接触力与弹性变形之间的关系,在此基础上得到整个导轨所受外载荷同弹性变形的关系.以NSK滚珠直线导轨为研究对象,对所建立的模型进行仿真分析.计算了导轨在不同预紧力情况下的临界载荷,分析了外载荷在临界载荷前后导轨刚度变化情况,通过对比NSK官网相关资料验证了所建模型及理论分析的合理性.     

半空间内洞室在冲击荷载作用下的瞬态响应

为了研究外界冲击力对地下洞室及周围土体的影响, 对半空间弹性土体圆柱形洞室在突加反平面冲击荷载作用下的瞬态响应进行探讨.将列车急刹车时对隧道产生的冲击力简化为半无限弹性体中突加在圆柱形洞室表面沿轴线方向的均布荷载,利用残余变量法求得频域解,运用Durbin提出的拉普拉斯数值逆变换给出问题的数值解,并将计算结果与静力情况下的结果进行比较,分析土体应力和位移随时间、弹性波的传播距离以及夹角的变化,结果表明：波到达后,该点土体的应力和位移均瞬间增大,随后慢慢减小并逐渐趋于静力值,波向外发散传播,并沿半径方向衰减;对于相同的传播距离上的各点,最大动应力和动位移与夹角无关;应力和位移最后的稳定值随着夹角的增大而增大.     

小扰动特征分析法在电压稳定分析中的应用

小扰动特征分析法是严格的李亚普诺夫意义的稳定分析,已经被广泛应用于系统低频振荡功角稳定问题的研究。针对系统电压失稳的模式与特征建立了适合开展电压稳定问题研究的小扰动电压稳定分析模型。提出应用同伦函数对小扰动分析中状态变量与特征值之间的对应关系进行判别,然后应用分叉理论引入分叉参数深入分析计及感应电动机负荷情况下的小扰动电压失稳模式。将该方法应用于对实例系统的分析,精确地找到了系统失稳临界点处影响系统稳定性的关键因素以及系统可能发生的失稳模式。     

不同头型高速射弹垂直入水数值模拟

为研究不同射弹头型对高速射弹垂直入水的流体动力和流场特性的影响,采用有限体积法和VOF(volume of fluid)多相流模型,并引入动网格技术,对5种不同头型的轴对称高速射弹垂直入水过程进行了数值模拟,分析了头型对空泡形态演化过程、射弹流体动力及弹道特性的影响规律.研究结果表明,头型对射弹入水空泡形态、表面闭合时间以及入水阻力、深度、速度均有较大影响.球头与截球头空泡半径小于其余3种头型,表面闭合时刻依平头、球头、锥头、截锥头的顺序递增.射弹头部均承受较大压力,球头、截球头射弹头部压力分布不均使之承受较大的剪切力.射弹头部流线型越好,入水速度衰减越慢,入水深度增加越快.入水阻力系数峰值按平头、截球头、截锥头、锥头、球头的顺序递减.     

Catastrophe model and its experimental verification of static loading rock system under impact load

According to the catastrophe model for impact buckling of static loading structures, a new catastrophe model for impact loading failure of a static loading rock system was established, and one dimension （1D） catastrophe model was analyzed. The analysis results indicate that the furcation collection where catastrophe may take place is not only decided by mechanical system itself but also relates to exterior loading, which is different from the results obtained under mono-static loading where the bifurcation collection is only determined by mechanics of the system itself and has nothing to do with exterior loading. In addition, the corresponding 1D coupled static-dynamic loading experiment is designed to verify the analysis results of catastrophe model. The test is done with Instron 1342 electroservo controlled testing system, in which medium strain rate is caused by monotony rising dynamic load. The parameters are obtained combining theoretical model with experiment. The experimental and theoretical curves of critical dynamic load vs static load are rather coincided, thus the new model is proved to be correct.     

受热黏弹性圆柱体中空穴生成问题研究

研究了黏弹性圆柱体在均匀温度场作用下的空穴生成问题.根据有限变形理论,建立了问题的非线性数学模型.通过对各参数进行无量纲变换,给出了空穴增长的分叉曲线以及环向和轴向应力分布曲线;并讨论了轴向伸长对临界温度以及各应力增长规律的影响.     

基于毛细管节流多油垫静压转台理论和实验研究

针对毛细管节流多油垫闭式静压转台建立主轴系统动力学模型,应用Simulink软件得到了主轴系统在偏载下的动静态特性,分析了不同外载及不同加载位置对转台油膜厚度、油膜承载力、油腔压力及转台偏转角的影响.搭建了静压转台动静态特性实验装置,对8油垫静压转台进行了动态加载实验和正弦激励扫频实验.计算结果与实验结果比较表明:该理论模型具有合理性,为静压转台的优化设计和精密机床加工精度的提高提供依据.