在给定屈曲载荷作用下弹性环形薄板的体积优化设计

本文研究了在给定屈曲栽荷以及几何约束条件下,弹性坏形薄板在任意边界条件下的体积优化设计,并给出了算例.

兰州大学力学专业发展的历史沿革

兰州大学力学专业是在原兰州大学数力系力学教研室基础上组建的,经过半个世纪的发展,已从原来单一的固体力学硕士点、博士点发展到今天的力学一级硕士点和固体力学与工程力学两个二级博士点及拥有力学一级博士后科研流动站等较为齐全的力学学科格局;以及拥有西部灾害与环境力学教育部重点实验室科研平台和理论与应用力学甘肃省科学研究与人才培养基地等.科学研究已从20世纪50～80年代的板壳非线性力学领域研究发展到今天的电磁固体力学、智能结构与动力控制、多场耦合与风沙环境力学等多学科交叉的特色研究领域与研究方向.

等强度环形板

本文利用小挠度环形薄板的初参数形式解和阶梯折算法,得到了任意边界条件下的等强度环形板的厚度分布计算公式。计算了一些常见边界条件下的实例。作了在相同的工况下,等厚度板和等强度板的体积对比。本文是文和的继续。

环形板的屈曲优化及其对偶问题

研究了轴对称弹性环形薄板的两种优化问题，第一是在体积约束下极大化板的屈曲载荷。第二是在屈曲载荷约束下极小化板的体积。利用阶梯折算法和幂级数法得到问题的特征方程。最后求解两个非线性规划问题。通过数值结果的比较和分析，表明二种对偶优化问题的解是相互类同的。

一种新型骨组织工程材料——CPP纤维的制备和性能

采用化学成分与人体骨矿物质相近的磷酸钙为主要原料 ,通过添加适量的稳定剂、阻降剂研制出具有可控降解速率的聚磷酸钙纤维 .测试了聚磷酸钙纤维的力学性能、降解性能、毒理学性能和生物相容性能 。

Ag-Cu/Ti双层膜复合体系结合强度测试方法研究

用粘结法和划痕法测试了 Ag- Cu/Ti双层膜复合体系的结合强度 ,并对其实验结果进行了分析、对比和讨论 .结果表明 :由于受胶结合强度的限制 ,粘结法只适用于中低结合强度的测试 ;划痕法适用于软金属薄膜结合强度的测试 ,尤其对高结合强度的薄膜特别有效 ,而且能测出双层膜或多层膜中薄膜之间的结合强度和膜基界面的结合强度 .

拉压模量不同弹性物质的本构

几乎所有的材料都在拉或压时表现出不同弹性模量的特性,挖掘各种材料这种特性的潜力、研制新型材料,已成为新的研究方向。对具有拉压不同弹性模量特性的材料,如果沿用经典弹性理论来进行分析计算就会引起大的误差。运用应变不变量原则,给出了均匀各向同性拉压模量不同的弹性物质的一种新的本构方程,提供了一种在求解拉压模量不同的弹性问题的迭代过程中更为方便的形式。

四边简支正交各向异性波纹型夹心矩形夹层板的固有频率

给出了一种把具有波纹型夹心的正交各向异性夹层板的控制方程组化为仅包含一个位移函数的单一方程的简单方法 。

具有环形缺口圆杆在弯曲载荷下的裂断问题

以无量纲因子ｆα（ａ／ｂ）为表征参量，给出了具有环形缺口的圆杆缺口尖端附近的应力场；讨论了缺口尖端半径ρ，深度ｔ和张角α变化时的各种缺口形式；分析了缺口参数对无量纲因子ｆα（ａ／ｂ）的影响；得到了以ｆα（ａ／ｂ）为依据的安全设计。

具有压电材料薄板弯曲控制的有限元法

考虑一均匀各向同性薄板结构，在其上下表面离散分布着压电执行元件。在横向外载和电压共同作用下，分析板的弯曲变形，并通过变化作用于执行元件上的电压对板的变形进行控制。根据逆压电效应将电压转换成作用于板上的等效作用量，用Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理导出压电结构板弯曲变形的有限元公式，并对环形板的情况进行了数值计算。

几何约束下圆柱壳的屈曲优化设计

利用能量原理分析受均布法向荷载作用的轴对称变厚度圆柱壳的分支点屈曲 ,将求解屈曲临界荷载变成求解广义特征值方程 ,在满足强度约束和圆柱壳体积保持常数条件下 ,将圆柱壳的最大屈曲荷载设计转化为极大化最小特征值问题 .

具有压电材料薄板稳定性的有限元法

考虑一均匀各向同性薄板结构，在板面内受面力作用，且在板的上下表面离散分布着压电执行元件．设每块压电片具有相同的材料，且作用相同电压．不考虑压电元件对整体结构刚度的影响；只考虑执行元件对板的逆压电效应，而不考虑板弯曲对执行元件中电场强度的影响．根据压电材料的逆压电效应，利用三角形三节点单元，用变分原理导出压电结构板平面应力问题位移法的有限元表达式以及在大挠度小变形情况下的稳定性有限元特征方程．可利用子空间迭代法求出结构在电压和面内外力共同作用下的稳定性特征值．通过调节作用于执行元件上的电压，可使结构的稳定性得到有效的控制．

铁基金属陶瓷制动材料的显微组织与性能研究

采用粉末冶金工艺 ,研制出 4种配方的铁基金属陶瓷摩擦材料 .测试了该材料的摩擦磨损性能和物理力学性能 ;对材料的显微组织结构进行了观察、分析和比较 ;探索了材料显微组织结构与性能之间的有机联系 ;

具有压电材料弹性环形板的屈曲

对在不同位置粘有任意多对压电片的弹性环形板在电压和径向压力作用下的轴对称屈曲进行了研究．根据压电效应的等效作用量，初参数法以及传递矩阵方法得到了环板屈曲的特征方程．对不同位置及不同宽度的压电片，计算了结构的屈曲载荷．并得到了稳定性边界曲线．

压电材料球对称问题的通解

由于压电材料的特殊性，它可以制作成各种形式的压电振子．压电振子在应用于谐振器、滤波器、延迟线、声光器件时，大都是通过逆压电效应来激发某种振动模式的机械振动．压电器件可以在各种不同的大小形状及各种各样的载荷和边界条件下工作，对不同的情况应有不同的分析方法．考虑空间球对称弹性压电材料，不计体力，不存在自由电荷，在球坐标系下，由平衡方程、几何方程及压电方程得到８个封闭的耦合常微分方程组．通过求解得到应力、应变、位移、电位移、电场强度和电位势各未知量的通解．由于压电晶体可制备成各种不同形状的振子，所以将球对称问题的通解应用到机械自由、电学短路以及机械夹持、电学开路边界条件下的压电球壳径向振子．

高强度CPP纤维的力学及降解性能研究

研制出CPP纤维并测试了该纤维的力学性能和在模拟体液中的降解性能，探讨了纤维的降解机理．

压电智能环形板的主动控制

对在不同位置粘有任意多组压电传感器和压电执行器的轴对称弹性环形薄板的振动控制进行了研究．根据压电执行元件的等效作用量得到了压电智能环板的振动控制方程和传感方程，再利用分离变量法以及由传感器测得的电量和作用在执行器上电压之间的控制模式得到振动方程的全解．实行了对整体结构的主动控制．对不同的压电片布置进行了数值计算．结果表明：当离散分布压电元件布置越密。

四边简支波形夹层板的振动和稳定

利用线性微分算子的可交换性给出了一种把具有波纹型夹芯的夹层板的包含两个广义位移的控制方程组化为仅包含一个广义位移函数的单一方程的简单方法 ,并给出了四边简支矩形波形夹层板的固有频率和均匀纵向压力作用下临界力的精确解 ,并揭示了二者之间的内在联系 .

智能梁弯曲形状的主动控制

研究了具有离散分布压电控制器的智能梁，在外加电场作用下的弯曲形状与压电元件外加控制电压之间的关系，建立了对智能梁的弯曲形状进行主动控制的方法，得到了各离散分散分布压电元件控制电压的解析解，并给出了算例．

基于神经网络等强度超静定梁的优化设计

在分析了传统优化方法不足的基础上,提出了一种基于神经网络模拟退火优化的新方法.用阶梯折算法,给出了目标函数、几何约束条件关于设计变量的显式表达式,对均布载荷作用下一次等强度超静定梁进行了优化设计.