悬臂梁固定端不同位移边界条件下解的对比

为了获得不同的悬臂梁固定端位移边界处理方式对结果的影响,针对悬臂梁承受3种载荷的情况:自由端受切向力,上表面受均布载荷和线性分布载荷,给出悬臂梁固定端利用传统边界条件和最小二乘法处理边界时,Timoshenko梁理论、Levinson梁理论和弹性力学理论的解析解,与有限元计算结果对比.结果表明,Timoshenko梁理论采用传统位移边界和最小二乘法处理边界的结果一致,采用最小二乘法处理边界获得的Levinson梁理论和弹性力学理论的解明显优于传统位移确定方法,且这种优势随着载荷阶次的增加而越加明显.

功能梯度曲梁弯曲问题的解析解

该文采用弹性力学逆解法,求得了功能梯度曲梁在端部受弯矩作用的解析解。假设弹性模量E=E0rn沿径向呈幂函数的梯度分布。根据弹性力学平面问题的基本方程,在极坐标系下,引入应力函数,得到了弯曲问题的解析解。进而将功能梯度曲梁问题进行扩展,求得了整环或厚壁圆筒以及向错问题的解析解。将所得到的解退化到均匀弹性情况,与经典的理论解一致。最后对梯度函数按幂函数变化的算例进行了分析,结果显示梯度因子n对应力及位移的分布产生了巨大的影响。该文所得到的结论可以作为功能梯度曲梁构件优化设计的理论基础。