基于曲梁模型的大展弦比大柔性机翼颤振分析

提出一种大展弦比大柔性机翼颤振分析的方法。该方法首先引入准模态假设,将气动载荷作用下发生大静变形的大展弦比大柔性机翼视为一根变曲率曲梁,并将其离散为一系列常曲率曲梁单元,利用机翼静变形结果,通过多项式插值获得各曲梁单元的平均曲率。其次,在曲梁单元内,利用曲梁振动微分方程和Therdorson非定常气动力模型建立曲梁单元的颤振微分方程。然后,运用传递函数法,将曲梁单元的颤振微分方程转换为状态空间形式,并依照有限元组集的思想形成机翼整体平衡方程。最后,通过求解特征值问题获得机翼的颤振速度和颤振频率。通过与已有文献结果的对比,验证了新方法的正确性和有效性。     

Ⅰ型截面薄壁圆弧曲梁的稳定性分析

基于薄壁构件分析的基本假设,采用双轴对称Ⅰ型截面薄壁圆弧曲梁的精确翘曲位移表表达式,导出了双轴对称Ⅰ型截面薄壁曲梁的几何方程及弹性总势能。基于能量法中的最小势能原理,结构欧拉方程建立了构件变形后的中性平衡微分方程。整个分析过程中,采用了柱坐标体系,以考虑曲率对中性平衡方程的影响。在论文的最后计算了曲梁受不同荷载时的临界弯矩。结果证明了所得公式的正确性。公式的简洁形式使其适于工程上的应用。     

薄壁箱梁弯翘的梁段板元法

建立了考虑弯翘影响的三节点七自由度的梁段板元有限单元模型,提出一种能对工程中常用的等截面或变截面箱梁弯翘进行分析的方法.采用二节点三次形函数的弯曲位移模式和三节点二次形函数的剪翘位移模式,应用能量变分原理,导出了箱梁弯翘的单元刚度矩阵和荷载列阵.利用该方法对等截面和变截面箱梁进行了计算,并与一般弯曲理论结果作了比较.     

变截面工字梁剪心(扭心)轴线的求解

本文根据工字梁的截面特性对变截面工字梁的剪心(扭心)轴线问题作了分析,提出了求解这种梁的剪心轴线的方法和算式,得出了套用等截面算式计算的误差,为变截面工字梁的有关课题,如扭转、双向弯曲和侧向扭屈等问题的研究提供了理论依据和实用算式。     

考虑惯性力矩与剪切变形的曲梁面内自由振动微分方程的建立

振动微分方程的推导与建立是结构动力分析的关键.依据Timoshenko梁理论,计入惯性力矩与剪切变形的影响,通过联立几何变形协调方程与内力平衡方程,推导建立曲梁面内横向弯曲自由振动微分方程与曲梁面内轴向自由振动微分方程.研究结果为曲梁动力学研究提供一定的理论基础.     

荷载横向变位下箱梁剪滞效应分析

为了研究荷载横向变位下对箱梁剪滞效应的影响,对箱梁底板、顶板及悬臂板分设不同的纵向位移差函数,采用二次抛物线作为箱梁翼缘板的纵向位移沿梁宽分布函数,基于能量变分原理,建立了考虑剪滞效应的箱型梁控制微分方程;分析了荷载在箱梁顶板横向变位下底板、顶板及悬臂板应力的变化规律,根据对简支箱梁在均布荷载作用下跨中剪力滞系数的计算...     

惯性矩二次变化变截面梁柱几何非线性分析

为研究考虑剪切变形的变截面梁杆结构几何非线性问题,应用Timoshenko梁理论,采用位移、转角独立插值的方法,获取考虑剪切影响的惯性矩二次变化变截面梁单元的形函数;从严格的虚功增量方程出发,建立同时考虑轴力、剪切、弯曲效应及其耦合项的平面变截面梁柱单元几何非线性增量平衡方程,得到惯性矩二次变化变截面梁单元大位移切线刚度阵;与经典算例进行对比,验证了本文方法的精确性与有效性．     

钢-混凝土组合直箱梁变形理论分析及应用

组合箱梁结构刚度计算采用换算截面法没有考虑钢梁与混凝土翼板之间的滑移效应,使组合箱梁刚度较实际刚度偏大而变形较实测值偏小.利用Goodman弹性夹层假设,引入轴线滑移函数考虑组合箱梁轴线变形引起的滑移效应,通过组合箱梁受力平衡方程推导出钢-砼组合箱梁考虑滑移效应的变形平衡微分方程,得出方程相应的通解,根据边界条件获得钢-砼组合箱梁的变形表达式.算例应用计算结果表明,该分析方法能准确方便地求解钢-砼组合简支直箱梁变形,同时可得到钢-砼组合箱梁的内力,为钢-砼组合箱梁的安全设计提供理论依据.     

薄壁箱梁振动时的剪力滞效应

提出了薄壁箱梁强迫振动剪力滞效应分析的理论方法.用变分原理推导了考虑剪力滞效应的箱梁强迫振动时的微分方程、边界条件,建立了方程解的差分格式,论证了差分格式的稳定性、收敛性,并用Matlab编程实现.在数值求解时由于梁的竖向位移和反映剪力滞的翼板纵向最大位移差函数之间存在耦合,有限元法中必要的假设形函数反映不出耦合关系,所以采用了适应性更强的有限差分法.结果表明,薄壁箱梁振动时剪力滞效应是明显的,使跨中位移响应和上翼板与腹板交接处应力响应幅值明显增大.     

弹性曲梁静态大变形数学模型及其数值解

基于Kirchhoff直法线假设，采用考虑轴线可伸长的几何非线性理论，建立了弹性曲梁在任意荷载（保守和非保守）作用大变形问题的控制方程，其中包含轴线弧长，位移，转角，内力等7个独立未知函数，通过引进变形后的孤长为未知函数后，问题的求解区间则固定不变，该模型不仅考虑了轴线可伸长，同时精确地考虑了轴线的初始曲率对变形的影响，反映了轴向变形与弯曲变形的相互耦合效应，作为应用，用打靶法具体计算了一端固定另一端自由，沿轴线作用均布切向随动载荷的半圆形曲梁的非线性平面弯曲问题，给出了随载荷参数大范围变化的平衡路径曲线及平衡构形。     

空间曲线曲率中心轨迹的曲率与挠率

研究了空间曲线曲率中心轨迹的曲率和挠率,导出其曲率、挠率与空间曲线的曲率、挠率的关系式,为深入研究曲率中心轨迹的结构奠定一定基础。     

混凝土结构周期比分析

为了深入研究混凝土结构设计中用于控制结构扭转效应的一个重要参数——周期比,推导出了2自由度框架结构模型的周期比和与之相关的扭转系数的理论公式,并分析了结构质量中心（质心）与刚度中心（刚心）的偏离和结构周边抗侧移构件刚度这2个因素对结构周期比的影响;同时采用计算机软件SATWE建立简化的三层框架结构模型,分别对调整楼面荷载前后的荷载分布和刚度分布进行了分析。结果表明：理论推导和软件分析的结果一致,增加质量中心和刚度中心的偏离程度或增加结构周边抗侧移构件刚度,都能使结构周期比减小。     

圆柱体液倾动重心的计算与分析

本文结合实际工程,分析了柱液倾动的变化过程及变量之间的关系,确定了每个倾动角度对应情况下的液面位置,应用数学分析中的三重积分思想计算了圆柱体内倾动重心,对底端液面未显露和显露两种情形给出了计算公式,为工程计算重心提供了一种数学计算的分析方法.     

梯形截面箱梁扭心位置计算

箱形截面是大跨度桥梁优先采用的截面型式,截面扭转中心位置的计算是薄壁箱梁结构内力分析的重要组成部分.根据箱形薄壁梁约束扭转计算的乌曼斯第二理论,对桥梁工程中常用的梯形截面薄壁箱形梁的截面特性及扭转中心位置计算公式进行了理论推导,得出了具有显式表达式的梯形截面薄壁箱梁扭心位置计算公式.数值算例表明,该计算公式正确、使用方便,且可适用于矩形截面箱梁特例情况,计算公式具有适用性,可供工程实际应用.     

钢管混凝土压扭、弯扭构件承载力相关方程

本文在对钢管混凝土压扭、弯扭构件进行全过程分析结果的基础上，推导了钢管混凝土压扭和弯扭构件承载力相关方程．采用相关方程计算钢管混凝土压扭和弯扭构件的承载力，方法简便，符合实用原则，并且和轴压、纯弯及纯扭构件承载力计算公式相衔接．最后，本文提供了压扭和弯扭构件设计公式．     

钢筋混凝土纯扭和剪扭构件承载力计算公式的理论分析

运用空间桁架理论建立了受扭构件的受力模型,引用砼双向受力状态下强度理论和破坏准则推导了纯扭、剪扭构件承载力公式,并用规范公式进行分析,得出了剪扭构件的实用表达式,并和纯扭构件及纯剪构件承载力公式相衔接,使设计更为简便。     

单层厂房中墙梁的扭转分析

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

钢-混凝土组合梁纯扭及复合受扭性能

为了研究钢-混凝土组合梁的扭转性能,对5根新型外包钢-混凝土组合梁进行了纯扭和复合受扭试验,研究了组合梁在纯扭和复合受扭作用下的破坏形态、工作机理以及裂缝开展分布的情况,比较分析了组合梁扭矩-扭率、荷载-应变、弯矩-挠度、荷载-裂缝开展之间的相互关系。通过对组合梁受扭性能的弹塑性理论分析,提出了在组合梁纯扭及复合受扭作用下的开裂扭矩计算公式;采用变角空间桁架模型,提出了该新型组合梁在纯扭及复合受扭作用下的极限扭矩计算公式。结果表明：理论公式计算结果与试验结果吻合良好,为评估结构的安全性及稳定性提供了依据。     

广义导数在材料力学中的应用

介绍了利用广义导数导出材料力学中拉（压）变形、扭转变形及弯曲变形时的广义平衡微分方程。着重讨论了弯曲变形时的平衡微分方程。从而推广了杆件基本变形时的平衡微分方程．该方程更深刻、更精确、更全面地反映了杆件基本变形这些物理现象。作者把其称为杆件基本变形时的广义平衡微分方程。计入问题的边界条件，求解这些广义的平衡微分方程，能得到这几种基本变形统一的内力、变形表达式，将给力学中的其它计算带来很大的方便。