轴向力作用下Timoshenko梁的横向振动

研究在轴向力作用下的Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁的横向振动频率特性。利用瑞雷法得到任这界条件下的系统固有频率泛函方程,对于两边均为固定端约束的情形建立了频率方程,并分别讨论了轴向力、转动惯量和剪切变形对频率方程解的影响,进而得相应的固有频率。当轴向力为零时,利用幂级数展开原理,并忽略高阶小量,得到新的固有频率和文献「１」的计算结果完全相同,从而说明所得到的在轴向力作用下的Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁的横向振劝     

柔性臂动力学模型的选择

以考虑剪切变形影响的单连杆柔性臂Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ动力学模型与不考虑剪切变形影响的Ｂｅｎｏｕｌｌｉ－Ｅｕｌｅｒ梁模型对不同截面形状和尺寸的单连杆柔性臂进行数值仿真,从而解决柔性臂在不同截面形状和尺寸下动力学模型的选择问题。     

灵巧型梁预测变形的一种高精度方法

目的是开发一种有效的方法简单而准确地检测挠性结构的变形,以承受未知横向载荷的梁为研究模型,将梁均匀分割成若干单元,在每个单元中心布上应变片,按Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ梁变形假设,引入有限元基本原理,推导了一种能够仅仅依据应变片的读数即可求解梁的变形的计算方法,理论和实验都证明了这一方法的可行性和准确性,该方法能够很容易地掖去预测其它复杂结构的变形。     

突击载荷作用下梁弯曲近似理论研究

本文根据梁弯曲的Ｔｉｍｏｓｂｅｎｋｏ近似理论，导出在突加载荷作用下，并同时考虑由弯矩和剪力引起的挠度时，梁弯曲的近似理论解，并对结果进行研究。     

多跨连续梁的振动

以Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ－Ｅｕｌａｒ梁和Ｔｉｍｕｓｈｅｎｋｏ梁的理论为基础，用动刚度法系统地研究了各种类型连续梁的振动问题，获得了一些有价值的振动特性。通过研究可以看到：动刚度法是目前求解连续梁振动的一种有效而简便的方法。     

复合材料圆柱壳受轴向冲击的弹性波传播

研究了Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ型任意倾斜异性圆柱壳受轴对称冲击载荷作用的波动模型．通过坐标变换,给出了正交异性复合材料板斜绕的薄壁旋转壳无量纲形式的波动方程,并利用广义特征线法给出了沿特征线上的相容方程,得到了数值计算曲线．为这一类问题的研究提供了一种方法．     

旋转链条的运动设计

本文用Ｈａｎｋｅｌ变换即以零阶Ｂｅｓｓｅｌ函数为核心的积分变换，结合实际问题的边界条件导出旋转链条的运动方程，并以可直接为工程技术人员所采用的形式给出。     

变截面梁弯曲挠度的通用公式及其应用

利用Ｈｅａｖｉｓｉｄｅ和Ｄｉｒａｃ ｄｅｌｔａ两个广义函数，通过Ｌａｐｌａｃｅ积分变换，导出了梁内力的统一表达式和任意变截面梁弯曲挠度的通用公式，给出了以支座反力为多余未知反力由该通用公式按混合法求解连续梁问题的支配方程，算例表明本本文的方法和公式是十分方便而有效的。     

水下爆炸气泡脉动压力下舰船动态响应分析

将船体梁视为两端自由的Ｔｉｍｏｓｉｈｅｎｋｏ梁,在借用二维切片法和水弹性方法的基础上,计算船体梁在水下爆炸于次脉动压力下的响应特性。同时,还建立了在考虑水面效应和气泡运动时舰船受到二次脉动压力的计算模型。最后,以实船计算为例,进一步分析了二次脉动压力下舰船振荡响应的特性。     

Mindlin加肋板的非线性数值分析

就 Ｍ ｉｎｄｌｉｎ 平板单元的剪切自锁问题进行了探讨并提出了避免自锁的处理方法。文中肋梁采用 Ｔｉｍ ｏｓｈｅｎｋｏ 梁元,故这类加肋板可以考虑横向剪切变形。对几何非线性问题的求解提出了一种效率较高的改进方法。     

铁摩辛柯梁弯曲问题的对偶求解体系

从能量变分原理出发,由勒让德变换引入对偶变量,导出了Timoshenko梁弯曲问题的哈密顿对偶求解体系,将梁的控制微分方程转化为哈密顿对偶方程,为借鉴现代控制理论的方法求解Timoshenko梁弯曲问题建立了理论基础。     

框剪结构动力时程分析的精细积分法

从框剪结构的总势能出发,根据结构的并联铁摩辛柯梁模型求得框剪结构协同分析的哈密顿对偶体系,由两端边值问题精细积分法中的区段混合能矩阵推导出结构的层单元刚度矩阵,然后利用有限元刚度集成法形成总刚矩阵,利用初值问题的精细积分法对框剪结构进行动力时程分析,并以Matlab编制相应程序。以某19层框剪结构为例,进行多遇地震作用下的动力时程分析,结果表明该结构的最大层间位移角为1/1 329,且结构没有出现明显的薄弱层,说明整个结构是处在弹性工作的状态,从而验证了该方法的可行性与可靠性。     

功能梯度Timoshenko梁的静力弯曲分析

基于Timoshenko梁变形理论,建立功能梯度材料梁在均布载荷作用下的弯曲控制方程,寻找均匀梁和非均匀梁的控制方程的相似性,将功能梯度材料梁的弯曲求解转化为均匀梁的弯曲求解与相似转换系数的计算。通过理论推导和相似性分析证明,功能梯度Timoshenko梁的弯曲解与同样尺寸、边界条件和载荷条件下的均匀材料Timoshenko梁的弯曲解成正比,这个比例常数完全由材料的非均性质参数确定。     

阳台侧面砌体对阳台梁、板产生的荷载计算

本文对阳台侧面砌体按计入剪切变形的Timoshenko梁考虑,对于阳台梁、板则按通常的悬挑梁考虑。在此基础上根据两根梁协同工作的条件,提出确定砌体自重传递给平台梁、板产生的荷载计算方法。这种方法对于大量的民用建筑结构设计具有普遍的应用价值。     

黏弹性地基中楔形桩水平振动特性研究

为完善楔形桩的水平振动理论以便更好地使用,基于Timoshenko梁模型,研究黏弹性地基中水平简谐激振力作用下的楔形桩水平振动问题。首先,分别采用Winkler地基模型和Timoshenko梁模型模拟黏弹性地基和楔形桩,建立楔形桩-土系统横向耦合振动模型。进一步采用分离变量法和传递矩阵法推导得到楔形桩桩身水平位移、弯矩和剪力的解析表达式,并基于所得解详细讨论桩土设计参数对楔形桩空间响应和时间响应的影响。最后,将本文解与Euler梁模型的解进行比较,分析两种模型解的差异。结果表明:桩顶部的动力响应受楔角改变的影响很小;整个桩体的动力响应基本随桩土刚度比的增大而明显增大;随着无量纲频率的增大,桩身水平位移逐渐减小;虽然Timoshenko梁模型与Euler梁模型在小长径比下存在一定差异,楔角对两种模型造成的影响基本相同。     

最小余能原理在Timoshenko梁动力分析中的应用（I）——对称截面梁

本应用最小余能原理的理论和方法对Timoshenko梁进行动力分析。具体地计算了对称截面梁的固有频率及强迫振动的位移响应,对不同支承条件下梁的固有频率给出了相应的结果。     

最小余能原理在Timoshenko梁动力分析中的应用（Ⅱ）——非对称截面梁

本应用最小余能原理的理论和方法,对Timoshenko梁进行动力分析。具体地计算了非对称截面梁当荷载作用线不过剪力中心时的固有频率及强迫振动的位移响应。     

A new Timoshenko beam model for simulation of mechanical system with large deformation

Beam model has been used widely in computer aided engineering for mechanical systems and the simulation results largely depend on the beam model, there are great demand for beam model with high accuracy and efficiency in simulating the mechanical system with large deformation. In this work, a new model of Timoshenko beam for large deformations is proposed to improve the accuracy and efficiency. Absolute nodal coordinate formulation and Geometrically-exact beam formulation, which make the model very suitable to simulate large deformation mechanical system, are first combined in the new beam model, the governing equations are then discrete by finite element methods and numerical difficulties are well solved by applying the shape function strategy. The new beam model is then applied to simulate the mechanical systems with large deformation and the simulations based on the traditional beam model and hexahedron element were also carried out to verify the results. The results show that good precision and efficiency in simulating the mechanical systems with large deformation can be obtained by the new Timoshenko beam model at the same time. The presented new method also serves as a good foundation for other simulation of mechanical systems.     

含裂纹旋转叶片结构的振动特征分析

利用铁摩辛柯悬臂梁简化模型分析计算含裂纹旋转叶片结构的固有振动特征.通过传递矩阵法推导出含裂纹悬臂梁固有频率及模态的数学方程式.分别应用传递矩阵法和有限单元法对实际悬臂梁的固有频率和模态进行计算,比较两种计算结果的差异和变化趋势.最后分析裂纹的位置和尺寸对固有频率和模态的影响.计算结果表明:传递矩阵方法能够很好地描述结构的固有振动特征,为实际工程应用提供有效的解析计算方法.     

FPSO运动与波浪载荷三维水弹性分析方法研究

为了与三维水弹性方法相匹配,将二维梁振动理论与三维刚性船体湿表面网格划分方法相结合,提出了一种适用于三维弹性浮体的湿表面网格划分方法.在此基础上利用广义流同耦合界面条件,建立分布源积分方程,获得计及船体弹性效应的三维水动力系数和绕射力.进而建立了船舶在规则波中的广义水弹性运动方程,求解出各阶振动的主坐标后,利用模态叠加法计算船体的波浪载荷.通过实船计算表明,该方法具有较好的计算精度.