封闭空间声学特性的有限元分析及CAD技术应用研究

封闭空间的噪声控制是现代噪声控制的重点和难点。本文以GB12 36— 85风室式实验台为具体对象 ,对封闭空间的声学特性进行了深入的理论分析和实验研究 ,提出采用“二十结点三维气体有限元”的方法。本文还设计出风室频率分析CAD软件 ,实现了有限元数据文件的自动生成 ,风室频率仿真计算等功能。实验数据和理论计算值吻合得很好 ,说明了三维气体有限元和风室频率分析CAD软件的有效性。

力学创新实验——曲梁和复合曲梁的应力测量

研制和开发了曲梁以及复合曲梁测量应力的创新实验装置,通过该实验的设计、开发和应用,可以验证它的创新性和综合性,找出曲梁、复合曲梁与直梁的诸多不同之处.把该实验用于测试由钢制成的、钢与铜两种材料制成的,具有直角梯形截面的简支梁在拱顶处受垂直集中力作用时的正应力和切应力,计算结果表明,理论解和实验值吻合得很好.

一般截面复合曲梁在复杂受力下的正应力研究

给出了一般截面形状的复合曲梁在复杂载荷作用下正应力的计算公式。作为特殊情况，该梁在平面弯曲时的相应公式也可以从上述公式得到．最后给出了计算实例。

自然弯扭梁动力分析的精细积分法

以空间曲梁理论为基础,对一般横截面形状自然弯扭梁的振动特性进行了研究,包括横向剪切变形、转动惯量以及和扭转有关的翘曲的影响.应用差分法对空间坐标进行离散,把控制方程化为关于时间的常微分方程组,通过求解得到该梁的固有频率.在分析简谐激励作用下结构的动力响应时,对精细时程积分法中的向量积分采用Newton-Cotes公式,避免了矩阵求逆的困难.两端固支曲梁的固有频率以及强迫振动时的位移时程曲线的计算结果表明,数值解和有限元结果非常接近;两端固支圆截面螺旋弹簧固有频率的计算结果同样表明,数值解和相关文献的结果吻合得很好.

自然弯扭梁广义翘曲坐标的求解

提出了自然弯扭梁受复杂载荷作用时静力分析的一种理论方法,重点在于对控制方程的求解,其中考虑了与扭转有关的翘曲变形和横向剪切变形的影响· 在特殊的情况下,可以比较容易地得到这些方程的解答,包括各种内力、应力、应变和位移的计算· 算例给出了平面曲梁受水平和垂直分布载荷作用时广义翘曲坐标的求解方法· 计算结果表明,求得的应力和位移的理论值和三维有限元结果非常接近· 此外,该理论不限于具有双对称横截面的自然弯扭梁。

自然弯扭梁的耦合振动分析

以空间曲梁理论为基础对具有一般横截面形状自然弯扭梁的耦合振动特性进行了研究,分析中包括了转动惯量、横向剪切变形以及和扭转有关的翘曲对振动的影响。通过对数学计算软件MATHEMATICA的精确运用可以得到该梁振型的解析表达式,精确的固有频率则可用搜索的方法来确定。为了证明理论的有效性,对两端固支椭圆截面曲梁的固有频率和振型进行了求解,并把数值计算结果同PATRAN梁单元的有限元结果进行了比较。

复合曲梁剪应力积分方程的理论解

和单层匀质曲梁相同 ,复合曲梁剪应力的计算仍然可以归结为对积分方程的求解问题 ,通过对积分方程的直接求解 ,可以导出剪应力计算的一般公式 .这些公式不仅满足该梁的平衡条件 ,同时也满足力的边界条件 .这一理论将用于研究由 2种不同材料制成的悬臂曲梁 ,以及试验轴瓦在自由端受集中力情况下的剪应力 ,经计算发现 ,理论值和按ANSYS程序的三维有限元分析结果非常接近 .理论研究表明 ,当梁的曲率半径和截面高度相差不大时 ,剪应力不容忽视 。

合金轴瓦的应力分析与疲劳实验方法

按ISO/DP790 5 / 4标准的要求 ,研制了小型轴瓦疲劳试验机 .它可应用实物轴瓦进行合金材料疲劳强度试验 .为确定试验载荷、瓦口径向变形与试验应力三者间的关系 ,按复合曲梁理论建立了有关公式 ,并用有限元法及电测法对这些公式进行了校核 ,证明完全满足精度要求 .

复合曲梁中剪应力和径向应力的显式解

在复合曲梁正应力公式的基础上，进一步导出了其剪应力和径向应力的计算公式，从而使复合曲梁的应力问题全部得到解决．作为特例，也可以从上述公式得到该梁在具有纵向对称面，且载荷作用在该平面内时的相应公式．最后给出了计算实例．

曲梁剪应力的积分方程解

直接对曲梁剪应力的积分方程求解 ,导出了曲梁剪应力和径向应力的计算公式 .这些公式不仅满足平衡方程 ,而且满足曲梁上、下表面处力的边界条件 .将该理论用于研究悬臂曲梁在自由端受集中力作用的情况 ,计算结果表明 ,与其他采用附加假设的近似解相比 ,据此得到的应力解具有很高精度 ,同弹性理论解和有限元解非常接近 .

工程(材料)力学创新实验——曲梁和复合曲梁实验

文章提出了曲梁、复合曲梁正应力和切应力分析的研究型实验,它将科研成果应用于教学实验,把工程实际问题融入教学中,是培养学生能力和提高学生素质的一个新举措.通过该实验的设计、开发和应用,可以验证它们的创新性和综合性.通过分析可以找出曲梁、复合曲梁与直梁的诸多不同之处.最后给出了复合曲梁的计算实例.

轴瓦合金材料疲劳强度试验方法(ISO/DP7905/4)及试验应力计算

按ＩＳＯ／ＤＰ７９０５／４标准的要求，研制了小型轴瓦疲劳试验机。它可应用实物轴瓦作合金材料疲劳强度试验，为确定试验载负、瓦口径向变形与试验应力三者间的关系，按薄壁组合曲梁理论建立了有关公式，并用有限元法及电测法对这些公式进行了校核，证明完全满足精度要求。

曲梁剪应力和径向应力的积分方程解

直接对曲梁剪应力的积分方程进行求解。得到剪应力和径向应力计算的一般公式．最后给出计算实例．

有限长弹性地基梁地基系数的识别

本文通过实测弹性地基梁的固有频率 ,以传递矩阵法为基础 ,利用计算机代数语言 ,导出以支承刚度为未知数的高次方程 ,从而识别出地基系数 ,并通过实验验证该方法的正确性。

非线性自然弯扭闭口薄壁复合梁的广义变分原理

对复合材料自然弯扭闭口薄壁细长梁在小应变、大位移和大转动的情况作了研究 ,建立了两端边界均为完全约束的该梁大变形弹性理论的非完全广义变分原理的泛函· 由泛函驻值条件可以导出所给问题的平衡方程及全部边界条件· 上述方法可方便地推广到其它各种不完全约束边界的情况· 此外 ,利用上述结果还可以得到该梁在小位移理论中的基本方程和有关公式·

组合曲梁在弯矩和法向内力共同作用下的正应力研究

在文献[1]的基础上,探讨了组合曲梁由于截面上的弯矩和法向内力共同作用所引起的正应力。采用了两种不同的计算方法进行分析,得到了应力计算公式的两种不同形式。算例表明,根据本文的应力公式所得计算结果与有限元计算结果和试验结果均能很好吻合。因此,这些公式的得到,完全解决了组合曲梁在平面弯曲时的正应力计算问题。

复合曲梁非对称弯曲正应力计算

给出了一般截面形状复合曲梁在复杂受力情况下的正应力计算公式。作为特殊情况，从正应力计算公式也可以得到该梁在具有纵向对称面且载荷作用在该平面内时的相应公式。最后给出了计算实例。

自然弯扭梁的非线性分析

研究了两端边界均为完全约束的自然弯扭梁在小应变、大位移和大转动情况下的非线性性质,并考虑了横向剪切变形和扭转翘曲变形的影响,分析中还包括了拉伸、弯曲和扭转的各种弹性耦合。由最小势能原理可以导出所给问题的平衡方程。这里欧拉角可以用来表示任意大的转动。该方法还可方便地推广到其他各种不完全约束边界的情况。此外,利用上述结果还可以得到该梁在小位移理论中的基本方程和有关公式。

具有一般截面形状的平面复合曲梁正应力分析

分析工程中对于由多种材料组合而成的一般截面形状平面曲梁在载荷作用下的强度问题。在截面形状不变的假设基础上，导出了其正应力的计算公式。作为特殊情况，该梁在对称弯曲时的相应公式也可以从上述公式得到。

组合曲梁弯曲正应力公式的推导

本文在曲梁弯曲正应力公式的基础上,首次给出了组合曲梁弯曲正应力的计算公式。为解决工程实际中所用的一般平面组合曲杆在弯曲载荷作用下的强度问题,提供了有效的计算方法。作为实例,本文对金属多层轴承材料的轴瓦在中段拱顶区域的应力进行了计算,并和有限元素法和电测法的计算结果进行了比较,它们之间相差很小。