多孔介质叠层梁建模及动力学特性研究

多孔材料的应用日益广泛,但受自身特殊孔隙结构的限制,多孔材料的强度不高。在多孔介质材料表面敷设碳纤维布可以同时得到多孔介质材料优异的综合性能和碳纤维布的高强度。敷设碳纤维布多孔介质叠层结构的力学性能研究多采用有限元法,由于多孔材料结构的特殊性,该方法的计算精度和效率较低。文章基于Biot理论和层合理论,结合多孔介质层和碳纤维布的控制方程,考虑层间的连续性条件,推导敷设碳纤维布多孔介质叠层梁在谐激励作用下的整合一阶常微分矩阵控制方程。结合结构的边界条件,利用具有高精度的精细积分法对整合控制方程进行求解。通过与有限元模型的对比,验证了所建模型的可行性和正确性,并利用所提方法分析了敷设碳纤维布多孔介质叠层梁的动力学特性。

基于修正单层梁理论的夹层梁最大弯曲正应力计算

目的计算夹层梁横截面的最大弯曲正应力。方法将夹层梁等效成等截面均质单层梁,进而推导出了理论计算公式,并在此基础上进行了三点弯曲试验的算例研究。结果当破坏载荷与夹层梁横截面的尺寸一定时,随着芯层与总厚度比的增加,修正单层梁理论计算的最大正应力值逐渐增加,而单层梁理论计算的结果为恒定值。对于同样结构的夹层梁,随着芯层弹性模量与表层模量比的增加,修正单层梁理论计算的最大正应力与单层梁理论的差异值越来越小。结论修正单层梁理论与层合梁理论计算的结果是一致的,该方法可有效进行最大弯曲正应力的预测与计算。

软夹芯夹层梁最大弯曲正应力的计算

最大弯曲正应力是衡量夹层梁弯曲性能的重要参数之一,本文推导出了将软夹芯夹层梁等效成等截面均质单层梁计算最大弯曲正应力的方法,并在此基础上进行三点弯曲试验的算例研究。结果表明:修正单层梁理论与层合梁理论计算的结果是一致的。当破坏载荷与夹层梁横截面的尺寸一定时,随着芯层与总厚度比的增加,修正单层梁理论计算的最大正应力值逐渐增加,而单层梁理论计算的结果为一恒定值。最大弯曲正应力修正公式的建立为夹层梁的工程应用提供理论基础。

非均质混杂叠层梁的分层剪切理论

本文研究了正交各向异性混杂叠层梁的应力与变形计算。叠层梁是由几层弹性性质明显不同的非均质子层梁组成。对每一子层梁应用剪切理论,并假设相邻子层梁的交界面是理想连接。文中导出了关于子层梁剪切转角ψ_i的二阶常微分方程组。求解微分方程组可得到叠层梁应力与位移关于剪切转角的ψ_i解析表达式。叠层梁组分材料中任一点应力可按有效模量理论和整体——局部方法[3]求得。

复合材料叠层梁的冲击响应特性

用平面应力模型来模拟复合材料叠层梁,得到了正交各向异性叠层梁的频率和模态函数,并用间接模态叠加法(IMSM)求得了叠层梁的瞬态响应。针对正交各向异性单层梁,把研究结果与Timoshenko梁结果进行了的比较,说明了厚度效应对冲击响应的重要影响。对叠层梁受冲击过程中其内部的应力特征及波传播现象进行了分析。

两端固支多层梁吸合电压的解析模型

运用能量法分析了两端固支多层梁在静电作用下的弯曲情况及发生吸合现象时 ,梁中央的归一化位移 β和对应的吸合电压 VPI,得到了 β和 VPI的解析表达式 .用 Coventor软件中的 Co Solve EM模块进行了模拟 。

考虑剪切变形影响的叠层梁层间接触应力研究

本文采用两个广义位移梁理论,求得了叠层梁层间接触应力呈双曲函数的分布规律.得到了几种常见叠层梁弹性接触问题的解.

叠层梁弯曲实验的应力计算公式

指出了有关文献推导出的上下梁层间无销钉连接叠层梁弯曲应力计算公式是错误的,重新推导出了上下梁层间无销钉连接与有销钉连接的叠层梁弯曲应力计算公式,对学生正确理解和认识叠层梁弯曲实验有理论指导意义.

脱层梁屈曲的高阶剪切理论

脱层的存在将会大大降低层合结构的屈曲载荷 .该文将含任意位置脱层的两端固支梁分成多段子层 ,用厚度的三次多项式模拟脱层梁屈曲时子层的轴向位移 ,利用变分原理和欧拉方程导出了脱层梁的屈曲方程和定解条件 ,并用状态空间方法进行求解 .通过与一阶剪切理论和经典理论的比较 ,指出了它们各自的适用范围 ;考虑了脱层梁三种不同的屈曲模态 .分析了脱层长度、深度、位置和材料的铺层方向对脱层梁屈曲载荷的影响 ;最后给出了多处简单脱层的屈曲分析 .

复合材料叠层梁和金属梁的固有振动特性

对根据三种梁理论得到的金属梁和复合材料叠层梁的固有振动特性进行了对比性的研究对常用的三种梁理论在弹性碰撞分析中的应用进行了分析和比较

梯度功能材料层梁受机械/热载作用的结构特性分析

本文建立了梯度功能材料层梁模型 ,采用分层剪切理论对梯度功能材料悬臂梁进行了分析。取材料为各向异性 ,材料参数沿梯度方向变化 ,利用界面连续条件 ,边界条件 ,得出了结构的变形与应力。结果表明 ,载荷分布对结构中的应力数值有很大的影响 ,存在优化的梯度系数使得结构具有最大的承载能力。

考虑层间接触变形时叠层梁层间接触压力分析

应用两个广义位移梁理论及工程实际中常用的接触压力和接触变形成正比的假设，分析了叠层梁层间接触压力，给出了算例，并与按“共同曲率”假设求得的解答作了比较．

叠层梁层间接触压力及弯曲变形分析

有关文献研究叠层梁弯曲变形时指出,在不考虑剪切变形影响的条件下,采用共同曲率假设求出的叠层梁层间接触压力,仅存在于外载荷作用处的梁段,且只有考虑剪切变形的影响时才能改变。基于上述情形,采用材料力学方法研究了叠层梁层间接触压力及弯曲变形问题,推导出了层间接触压力公式及挠曲线表达式。结果表明:叠层梁弯曲变形是非线性问题,仅有共同的曲率中心,不存在共同曲率;由于叠层梁有共同的曲率中心,若不考虑剪切变形影响,则在外力作用下,叠层梁变形时所有梁段层间都存在接触压力。

轴压下叠层梁的挠曲与屈曲分析

在一阶剪切理论基础上，研究了叠层梁受轴压的挠曲和屈曲问题，得到该问题的封闭解，并将固支、简支、悬臂梁的屈曲载荷和对应的经典理论解联系起来，统一于一个表达式。就边界约束对耦合效应、耦合刚度对屈曲载荷的影响以及经典解的有效范围等问题进行了讨论，还得到无论在什么边界条件下叠层梁的屈曲载荷不大于等效剪切刚度的结论。

基于剖面翘曲修正理论的复合材料叠层梁动态特性分析

利用复合材料叠层结构剖面翘曲修正理论和瑞利原理，导出了叠层梁的固有振动方程，然后利用升阶谱有限元法作数值计算，给出了叠层梁的动态特性及相应的动应力分布。与一阶剪切理论相比。

铆合层梁铆钉剪力计算公式

对多层铆合梁，利用各层在铆钉处转角相等和层间接触面上纵向变形相等的条件，建立了基本方程．结合模截面内力的分配关系，求出了每个铆钉两边在任意层以上的总的纵向内力，进而得出每个铆钉在任意层间横截面上的剪力公式和梁的横截面在铆钉处的转角公式．这些公式实质上都与弯矩有关．这些公式能够应用于多层铆合梁并具有铆钉非等距，梁的剪力沿长度方向变化和各层横截面形状不同，材料不同的情况．

叠层梁纯弯曲正应力实验

通过理论分析与实验测试,分析了不同截面叠层梁的承载能力及内力分布的规律.

叠层梁理论在复合顶板受力分析中的应用

为分析复合顶板稳定性及锚杆组合作用,将叠层梁理论应用于复合顶板中,对叠层梁非共同曲率、共同曲率及整体梁模型进行对比,分析了不同模型下复合顶板梁的弯矩分配规律、拉应力大小与比值及其影响因素,得到了各模型适用条件。研究表明:3种模型计算的复合顶板稳定性差别较大,当高跨比大于1/3时,可将复合顶板叠层梁近似看作共同曲率模型来处理;当高跨比小于1/3时,应将叠层梁按照非共同曲率模型进行分析;当层间黏结力未发生破坏时,可用整体梁模型来处理。分析得出复合顶板锚杆主被动加固机理,主要是防止复合顶板由整体梁向共同曲率叠层梁及非共同曲率叠层梁转化,实现由非共同曲率叠层梁向整体梁转化,从而增强复合顶板抗弯能力及巷道稳定性。

某工程转换层梁裂缝检测分析

结合重庆地区某工程实例,对下部为框架、上部为砖混结构的组合结构混凝土转换层梁开裂问题进行了分析和讨论,指出设计构造不当、大体积混凝土收缩、混凝土强度等级等因素对该转换层梁裂缝形成的影响,并提出了相应加固处理建议,其工程经验可供同仁参考。

地基上复合材料叠层梁的稳定性

利用Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理导出了复合材料叠层梁稳定性问题的控制方程和边界条件，并由此进一步导出了Ｗｉｎｋｌｅｒ－Ｐａｓｔｅｒｎａｋ地基上叠层梁稳定性（屈曲）问题的控制方程。其次，在不同的边界条件下，利用此控制方程获得了相应的屈曲载荷方程，并进行了具体的数值计算。同时讨论和分析了地基参数对屈曲载荷的影响，得到了一些很有价值的结论。