复合材料层合板高阶剪切变形理论位移模式的研究

在总结现有复合材料层合板高阶理论的基础上,推导出一种基于整体-局部位移假设的1,2-3高阶剪切变形理论,使其既满足层间位移、应力连续条件,也满足上、下自由表面条件。比较了应用该高阶理论的位移有限单元数值的计算结果,证明了此高阶理论既能很好地描述剪切变形效应,又能较好地计算整体位移参数和横向剪切应力。     

复合材料层合板壳频率和振幅的一种解法

复合材料层合板壳振动系统的频率、振幅受各种因素影响。从一个统一形式的振动方程出发,通过求解5个未知量的方程,推导出系统的频率、振幅等参数。既可以为频率、振幅提供一个新解法;又将影响频率和振幅的各种因素统一在一个表达式里,改变其中的某些参数就能实现特定条件的计算,把研究者从繁琐的计算中解脱出来。     

考虑横向剪切变形厚旋转壳振动的位移型基本方程

本文基于考虑横向剪切变形的中厚旋转壳的几何方程、物理方程、中面平衡方程，建立关于五个中面位移u,v,w,Φ，Ψ为五个独立变量的中厚旋转壳振动的位移型基本方程。该方程退化为薄旋转壳、厚圆柱壳、厚圆锥壳及厚球壳振动的位移基本方程的正确性说明所推导方程具有一般性。     

复合材料层合板的层间应力有限元分析

本文研究复合材料层合板的层间应力,以经典板理论为基础,考虑横向剪切变形和层间相互挤压,构造每一铺层与层间胶层的位移场,采用有限元方法,应用广义势能原理确定位移场中的待定系数,从而确定层合板的位移场和应力场。采用ANSYS计算,计算结果显示,这种解法克服了经典层合板理论的缺点,提高了层间应力的计算精度。     

基于LQR控制的平面二级倒立摆系统的研究

为实现平面二级倒立摆控制系统的稳定控制,研究设计了基于LQR的控制系统。通过对平面二级倒立摆实际物理结构的分析,建立了基于拉格朗日方程的动力学模型。通过试验确定加权矩阵Q,在理论上验证LQR算法的可行性。在GLPI2001倒立摆实验平台下,验证了LQR控制效果的有效性。     

复合材料层合板的优化设计

本文讨论复合材料层合板在均衡铺设情况下的优化问题。将结构在一定强度或刚度要求下的最合理设计、和材料一定时使强度最大等问题化成线性规划问题。用修正单纯形法算出层合板的分层最佳厚度或最佳铺设角。     

TMD系统在意志层鞍壳振动控制中的参数分析

针对水平地震作用,系统分析了ＴＭＤ在单层鞍壳振动控制中国质量变化、分布位置变化、所控制型个娄变化对其结构控制效果的影响其敏感性问题,并得出了一些重要结论。     

单层柱面索拉网壳结构静力特性分析

柱面索拉网壳是一种混合形式的单层网壳,常用于玻璃采光顶支承结构.本文讨论了这种结构的静力特性,比较了在满跨荷载作用下单层柱面索拉网壳和普通柱面网壳的位移及钢杆件应力,然后计算了各种参数(钢杆件截面、索截面、索初始预应力、长跨比、矢跨比)对柱面索拉网壳结构静力特性的影响,计算结果表明:单层柱面索拉网壳的静力特性优于单层柱面网壳;单层柱面索拉网壳的位移随着钢杆件截面和索截面的增大而减小;一定的初始预应力对索拉网壳的静力特性影响很大;随着矢跨比增大,柱面网壳的位移先增大后减小;结构的位移和钢杆件应力随长跨比的增大而增大.     

厚扁球壳位移型基本方程及矩形底厚扁球壳控制方程的一般解

基于考虑横向剪切变形的厚壳位移型基本方程及扁壳基本假定,建立关于5个中面位移为5个独立变量的厚扁壳及厚扁球壳的位移型基本方程．对矩形底厚扁球壳的位移型基本方程（变系数十阶微分方程）,通过引入5个辅助位移函数,同时运用柯西——黎曼条件,建立其解耦的控制微分方程,最后使用5个辅助位移函数求出5个位移分量．厚扁壳的位移型基本方程退化为厚扁球壳及薄扁球壳的位移型方程的正确性说明所推导方程具有一般性．     

叠层钢板橡胶垫隔震结构的发展及应用

对隔震结构的概念、基本原理以及叠层钢板橡胶垫的构造进行了介绍,概括了隔震结构的发展及工程应用情况,指出隔震结构的应用具有明显的经济效益和社会效益,值得推广使用。     

Free vibration analysis of laminated FG-CNT reinforced composite beams using finite element method

In the present study, the free vibration of laminated functionally graded carbon nanotube reinforced composite beams is analyzed. The laminated beam is made of perfectly bonded carbon nanotubes reinforced composite (CNTRC) layers. In each layer, single-walled carbon nanotubes are assumed to be uniformly distributed (UD) or functionally graded (FG) distributed along the thickness direction. Effective material properties of the two-phase composites, a mixture of carbon nanotubes (CNTs) and an isotropic polymer, are calculated using the extended rule of mixture. The first-order shear deformation theory is used to formulate a governing equation for predicting free vibration of laminated functionally graded carbon nanotubes reinforced composite (FG-CNTRC) beams. The governing equation is solved by the finite element method with various boundary conditions. Several numerical tests are performed to investigate the influence of the CNTs volume fractions, CNTs distributions, CNTs orientation angles, boundary conditions, length-to-thickness ratios and the numbers of layers on the frequencies of the laminated FG-CNTRC beams. Moreover, a laminated composite beam combined by various distribution types of CNTs is also studied.     

Stochastic analysis of laminated composite plate considering stochastic homogenization problem

This paper discusses a multiscale stochastic analysis of a laminated composite plate consisting of unidirectional fiber reinforced composite laminae. In particular, influence of a microscopic random variation of the elastic properties of component materials on mechanical properties of the laminated plate is investigated. Laminated composites are widely used in civil engineering, and therefore multiscale stochastic analysis of laminated composites should be performed for reliability evaluation of a composite civil structure. This study deals with the stochastic response of a laminated composite plate against the microscopic random variation in addition to a random variation of fiber orientation in each lamina, and stochastic properties of the mechanical responses of the laminated plate is investigated. Halpin-Tsai formula and the homogenization theory-based finite element analysis are employed for estimation of effective elastic properties of lamina, and the classical laminate theory is employed for analysis of a laminated plate. The Monte-Carlo simulation and the first-order second moment method with sensitivity analysis are employed for the stochastic analysis. From the numerical results, importance of the multiscale stochastic analysis for reliability evaluation of a laminated composite structure and applicability of the sensitivity-based approach are discussed.     

A differential quadrature nonlinear free vibration analysis of laminated composite skew thin plates

Using a differential quadrature (DQ) method, large amplitude free vibration analysis of laminated composite skew thin plates is presented. The governing equations are based on the thin plate theory (TPT) and the geometrical nonlinearity is modeled using Green's strain in conjunction with von Karman assumptions. To cause the impact due to nonlinear terms more significant, in-plane immovable simply supported, clamped and different combinations of them are considered. The effects of different parameters on the convergence and accuracy of the method are studied. The resulted solutions are compared to those from other numerical methods to show the accuracy of the method. Some new results for laminated composite skew plates with different mixed boundary conditions are presented and are compared with those obtained using the first order shear deformation theory based DQ (FSDT-DQ) method. Excellent agreements exist between the solutions of the two approaches but with much lower computational efforts of the present DQ methodology with respect to FSDT-DQ method.     

基于LQR控制算法的输电塔风振控制研究

采用谐波叠加法,模拟了输电塔塔顶脉动风速时程曲线及风荷载时程.介绍了LQR控制算法的原理,利用MATLAB语言编制了LQR控制算法的程序,并对一输电塔模型结构在风荷载作用下的控制效果进行分析,结果表明,LQR控制方法可以有效地减小输电塔的风振响应,说明LQR控制方法是一种比较理想的减震方法.     

楼盖振动分析的拟板法

从正交异性薄板的振动方程出发,将肋梁楼盖等代为各向异性板,推导了分析楼盖结构振动的拟板法基本公式,求出了楼盖强迫振动的全解、自振频率,以及简谐均布荷载、矩形脉冲荷载、三角形脉冲荷载等三种典型荷载作用下楼盖结构动态响应的稳态解.通过一个典型算例,比较了目前通用的有限元法、各国规范推荐的拟梁法与本文提出的拟板法计算结果的差异,证明拟板法是比拟梁法更合适的楼盖振动分析方法.     

基于状态微分控制算法的空间结构主动振动控制分析

对于主动振动控制器的设计,传统的控制算法以速度和位移作为系统的输入量,但速度和位移难以观测,给实际应用带来了较大的误差.本文在振动状态空间方程的基础上,对其进行矩阵运算,形成以加速度为系统输入的状态微分反馈控制方程.构造具有约束条件的目标函数,根据Lagrange乘子法和泛函极值运算确定了状态反馈矩阵和状态反馈估计值,从而构造了闭环的状态微分控制算法.根据此算法对一直径为1m的环形空间结构进行了振动控制仿真,利用时域内的模态参数识别方法,对控制效果进行了评价,并以三层剪切型框架结构为对象,对状态微分控制算法和传统的LQR算法进行了控制效果的对比分析.结果表明,利用状态微分控制算法在空间结构上的振动控制是可行的,且减振效果明显,同时优于传统的LQR控制算法.     

反对称层合板屈曲性态分析

应用屈曲控制方程，导出了反对称层合板在面内双向压缩下的屈曲方程，计算了相应的临界荷载并讨论了层合角对临界应力的影响，分析表明层合角对材料的临界应力有较大的影响。     

MR阻尼器在空间网壳结构风振抑制中的控制策略影响规律研究

磁流变液(MR)阻尼器是一种新型智能材料抗风减振装置,它以适当方式和网壳结构结合,形成具有智能材料杆件的空间网壳结构,以达到抑制结构风振的目的。本文研究了控制策略对空间网壳结构的抗风减振效果的影响。研究表明,不同控制策略导致不同的减振效果。Passive-off控制策略的风振抑制效果较差,Passive-on控制策略对控制结构位移响应效果较好,但对控制速度和加速度效果不佳。半主动控制策略对控制结构的位移、速度和加速度响应均较理想。