考虑弹性压缩的弹性支承抛物线拱内力解析解

为解决非理想边界约束的拱结构内力理论计算问题，将非理想边界约束简化为弹性支承，基于弹性中心法对其力法方程进行简化，考虑弹性压缩的影响，采用精确曲线积分，推导了竖向移动荷载作用下计算弹性支承抛物线拱刚臂长度、常变位、载变位和内力的解析解，研究了弯压刚度比、矢跨比和水平弹性约束对支承处水平推力的影响规律，以及水平弹性约束对拱轴内力分布的影响。研究表明：该文提出的解析解物理概念清晰、正确可靠，可以显式地明确呈现弹性支承相关参数对内力计算的影响过程；不考虑拱肋弹性压缩影响导致的水平推力计算误差随弯压刚度的增大而增大，拱趾支承为刚性约束时误差最大，可以达到27.8%；水平弹性支承对拱轴内力分布和水平推力具有显著的调控作用；水平推力影响系数随矢跨比的增大呈非线性增大，当弯压刚度比为1.93、水平弹性支承柔度系数为0.02时，常见矢跨比对应的水平推力影响系数在0.15左右。     

基于物理中面的压电功能梯度板几何非线性弯曲分析

基于物理中面的概念,建立了压电功能梯度板(FGM)几何非线性静力弯曲的基本方程,利用Ritz法研究了材料性质、梯度指数等对FGM板考虑几何非线性时弯曲变形的影响,并通过不同的电压施加方式探讨了压电材料对FGM板变形控制的规律。与已有文献结果对比分析表明,本文建立的方程和采用的方法是可靠的;基于几何非线性方程求解功能梯度材料板的静力变形时,计算偏差随着物理中面与几何中面位置偏差的增大而增大,在利用压电材料对FGM板的变形进行控制时,宜采用物理中面。     

正交各向异性复合材料结构的材料参数识别的研究进展

融合实验测量技术、数值计算方法和优化技术的参数识别方法是获取正交各向异性复合材料结构的材料参数的有效途径。本文对国内外正交各向异性复合材料结构的材料参数识别的研究成果进行了较系统的总结分析,并展望了今后的发展趋势。     

基于样条无网格法的厚/薄压电功能梯度板动力分析

在将板的挠度和剪切应变作为场变量的基础上增加考虑面内位移,采用样条无网格法建立了热环境下厚/薄压电功能梯度板动力分析新的计算格式。考虑功能梯度材料的物性参数随温度改变以及温度变化引起的面内力,讨论了压电FGM板在不同边界约束下材料梯度指数变化时,面内位移及面内力对热环境下压电功能梯度板的动力特性和动力响应的影响。分析结果表明,新建立的模型对厚/薄压电功能梯度板动力分析具有通用性和有效性,没有剪切闭锁现象,且计算效率和计算精度较高。     

基于ABAQUS的复合材料结构材料参数识别算法及其软件设计

结合优化技术和有限元分析,提出了正交各向异性复合材料结构材料参数的识别方法。通过建立以测量位移与有限元计算的相应位移之差的平方和作为目标函数,把参数识别问题转化为极小化目标函数的问题。采用Levenberg-Marquardt方法解极小化目标函数的问题,其中灵敏度的计算是基于复合材料的有限元离散结构的求解方程对识别的材料参数求导。基于有限元软件ABAQUS,进行了参数识别算法软件设计,编制了可以计算结点位移对材料参数的灵敏度的用户单元程序。数值算例表明本文提出的方法是有效的。     

3层钢结构非线性地震反应的变增益模糊控制

设计制作了一款新型的压电变摩擦阻尼器,并将其作为控制装置,提出了能有效抑制强烈地震激励下建筑结构非线性反应的变增益模糊控制算法,建立了量化因子、比例因子与结构响应之间的关系.考虑地震加速度的影响,对量化因子进行了在线自调整.对受控的3层钢结构进行了非线性地震反应的数值仿真分析,并与其它的控制策略进行比较.结果表明,对于安装有压电变摩擦阻尼器的结构,采用变增益模糊控制算法,能有效抑制建筑结构的非线性地震反应,减少地震对建筑结构的破坏.     

压电变摩擦阻尼器对结构地震反应的自协调模糊控制

为减轻结构的地震反应,制作了一款新型的压电变摩擦阻尼器,并设计了自协调模糊控制算法用于结构的振动控制,控制的目标是减轻结构的位移和加速度反应,通过模糊控制算法建立了压电变摩擦阻尼器电压与结构的响应关系,给出了量化因子的计算公式,建立了模糊控制器来考虑地震波对量化因子的影响。算例表明,对于安装有压电变摩擦阻尼器的结构,采用模糊控制算法控制结构振动效果非常好。     

斜交微观上的应力研究

本文用解析法和应力圆分析了用斜交微面表示的平面应力状态,分析表明,用解析法求解此类问题时,对直角三角形微元体列出平衡方程较为简便,而采用应力圆求解则有其独特优越性。     

压电智能简支梁力电耦合性能分析

本文研究压电智能结构力电耦合性能分析的新理论新方法.以智能本构关系、瞬时变分原理及样条离散化为理论基础,利用智能样条有限点法建立了压电智能简支梁力电耦合性能方程.分析中考虑了不同荷载值、材料类型和材料参数等因素对压电智能梁性能的影响.与通用有限元软件ANSYS的结果进行比较说明了本文研究方法的正确性和有效性.     

强电场下压电功能梯度板非线性动力分析的样条有限点法

针对强电场作用下基于线性压电本构方程求解压电功能梯度板固有频率存在误差的问题,本文考虑非线性压电效应,采用样条有限点法建立压电非线性动力分析模型,讨论强电场作用下压电非线性效应对固有频率的影响。研究表明,强电场作用下压电线性解与非线性解偏差较大,非线性效应不容忽视;由于功能梯度板的材料特性,相同电场强度下不同的施加方式,会得到不同的固有频率控制效果;基于样条有限点法建立的分析模型精确可靠,具有输入简单、处理边界条件简便等优点。