四边简支压电热弹性体层合开口壳的精确解

根据压电热弹性体的本构关系和热传导关系的相似性,通过增维方式将热传导关系写进压电热弹性体的本构关系中,直接得到了一个新的增维的压电热弹性体本构关系。依据此增维的本构关系,结合压电热弹性体平衡方程和热平衡方程,成功地导出了压电热弹性体层合开口壳机、电、热耦合问题的齐次状态方程。这类方法大大简化了人们在分析压电热弹性体耦合问题时通常要求解的非齐次微分方程和关于温度的平衡方程和导热方程的二阶微分方程的繁琐方法,同时,齐次状态方程的提出大大减少了数值计算的工作量。

压电热弹性体开口壳的响应分析

根据广义的Hamilton变分原理推导出了压电热弹性体非齐次的Hamilton正则方程。结合压电热弹性体平衡方程和热平衡方程,成功地导出了压电热弹性体机、电、热耦合问题的齐次状态方程。将非齐次方程转化为齐次方程不仅使问题变得大为简化,同时也减少了数值计算的工作量。数值实例研究了温度载荷和力载荷作用下压电热弹性材料四边简支层合开口壳的响应问题。

层合开口壳脱层损伤分析的半解析法

首先应用柱坐标系下弹性材料修正后的混合H-R(Hellinger-Reissner)变分原理,推导开口圆柱壳的状态向量方程和相应的有限元列式。然后充分利用柱坐标系下状态向量方程半解析法的优越性,建立含脱层损伤层合开口壳的数学模型,为层合开口壳脱层问题的分析提供一种可选的方法。数值实例的分析结果表明方法是成功的。

非Lévy型正交各向异性开口圆柱壳屈曲问题的辛叠加解析解

该文基于笔者提出的辛叠加方法得到了经典解法难以直接获得的典型非Lévy型正交各向异性开口圆柱壳屈曲问题的解析解.首先,基于Donnell薄壳理论建立了正交各向异性开口圆柱壳屈曲问题的Hamilton体系控制方程,然后将非Lévy型边界下的原问题拆分为两个子问题,在Hamilton体系下利用分离变量和辛本征展开等数学手段对子问题进行求解,最后基于原问题边界条件,通过子问题解的叠加求得原问题的解析解.数值算例表明,辛叠加解析解与有限元数值解结果吻合良好.同时,定量研究了长度和厚度等参数对屈曲载荷的影响.相比于半逆解法等传统解析方法,辛叠加方法基于严格的数学推导,无需假定解的形式,可以获得更多类似问题的解析解.

含固支边的压电层合开口圆柱壳的精确解法

通过柱坐标系下压电材料的广义Hellinger-Reissner变分原理,推导压电开口圆柱壳的非齐次状态方程,然后假设边界应力函数,建立含固支边压电开口圆柱壳的非齐次状态方程,接着应用增维方法将非齐次状态方程转化为齐次状态方程,最后采用状态转移矩阵技术,得出含固支边的压电层合开口圆柱壳的齐次状态方程。齐次状态方程的求解避免了求解非齐次状态方程过程中的矩阵求逆运算,有利于程序的实现和数值运算稳定性的提高,大大地提高了计算效率。数值算例表明文中方法是有效的。

轴压开口圆柱薄壳屈曲分析与试验

开口圆柱薄壳结构的轴向承载能力和稳定性分析是空间薄壁管式伸展机构(STEM,Storable Tubular Extendable Member)设计的关键问题之一.基于特征值屈曲分析方法,研究了轴压铍青铜开口圆柱薄壳结构在两端固支条件下的屈曲载荷与设计参数间的关系,利用幂函数拟合的方法建立了一种轴压开口圆柱薄壳屈曲载荷模型.通过铍青铜开口圆柱薄壳轴向压缩试验对特征值屈曲分析和所建立的轴压开口圆柱薄壳屈曲载荷模型进行了验证.结果表明:特征值屈曲分析方法可用于各向同性材料开口圆柱薄壳结构在两端固支条件下的轴向承载能力与稳定性分析;使用轴压开口圆柱薄壳屈曲载荷模型计算各向同性材料的开口圆柱薄壳在两端固支条件下受轴压作用时的屈曲载荷,最大误差为21%.

开口复合材料柱壳屈曲与补救有限元分析

用有限元法对含有轴向裂纹的开口加强复合材料柱壳结构进行了补救研究;分析其压缩屈曲强度与模态情况,得到了裂纹长度与屈曲强度的关系,并与无裂纹的结构进行了对比。结果表明:裂纹长度在200mm以下时,对整个结构承载能力影响很小;当裂纹长度继续增大时,屈曲区域从开口上方转移到裂纹附近,屈曲强度开始急剧下降。为了加强裂纹所在区域结构的承剪能力,进行适当的修补后,可使屈曲模态与无裂纹柱壳相同,且屈曲强度稍有增加,从而证明了所提出补救方法的有效性。

具有自由边的层合开口柱壳弯曲问题的解析解

从三维弹性力学基本方程出发,通过假设自由边的边界位移函数并选择适当的级数形式解函数,建立了正交异性层合开口柱壳的状态方程,给出了具有自由的层合开口柱壳的解析解.此解计及了正交异性材料的所有弹性常数,且满足层合壳的基本方程和层间连续条件.为证实本文方法的有效性,给出了数值算例,并与解析解和半解析解模型的结果作了对比,结果令人满意.

具有固支边的叠层开口柱壳的解析解

基于三维弹性力学基本方程 ,通过引入边界位移函数 ,建立了具有固支边的叠层开口柱壳在任意荷载作用下的状态方程 ,给出静力问题的解析解。此解满足所有边界条件和层间连续条件 ,适合任意厚跨比。由于采用多项式函数假设边界位移 ,本文具有收敛快、在边界附近应力连续等特点。

基于0-3方向极化的PLZT作动器开口圆柱壳主动振动控制

基于理论分析及实验研究建立沿0-3方向极化的PLZT光致伸缩作动器产生光致应变随光照时间动态响应本构方程,研究光照强度、PLZT作动器厚度与作动器产生的饱和光致应变及时间常数关系。在此基础上研究可产生非均匀控制力/力矩的新型四区域光致伸缩作动器对开口圆柱壳主动振动控制。针对光致伸缩作动器产生驱动应变特点,设计速度反馈定光强半周期控制的控制策略。仿真结果表明,该主动控制策略可有效抑制圆柱壳振动。通过与沿0-1方向极化的PLZT作动器对比表明,沿0-3方向极化的PLZT作动器响应速度快,在相同光强下对圆柱壳控制效果更好,光照强度赿大控制效果越好。

层合开口桩壳热应力问题的解析解

基于具有任意混合边界条件的Hellinger－Reissner广义变分原理，在柱坐标系下，导出正交各向异性层合开口柱壳混合状态方程和边界条件算子方程的弱形式，建立了层合开口柱壳的热应力混合方程，化混合方程为Hamilton正则方程，在求解中利用Hamilton矩阵的性质和矩阵传递法，保证了层间应力和位移的连续性，给出了任意厚度层合开口柱壳在热荷载和机械荷载共同作用下的解析解。本文提出的方法弱化了求解方程，物理概念清晰，无需特殊技巧，具有一般性和便于推广。本文也为验证其它数值方法的正确性和计算精度提供了考题和依据。

叠层开口厚柱壳静、动态分析的变分解

在文献 [1～ 3]的基础上 ,根据应力变分和伽辽金变分原理导出混合变分方程 ,并将其转换成状态方程 ,使状态空间理论和变分原理相结合 ,给出了正交异性叠层开口柱壳静、动态分析的变分解。此解满足叠层壳的层间连续条件。算例表明 ,本文的方法具有较高的精度 ,并能较准确地计算层间应力。

任意铺层复合材料开口圆柱层压壳结构热翘曲分析

研究任意铺层复合材料开口层压圆柱壳固化过程中温度变化引起的变形。基于瑞利里兹能量法,根据任意铺层复合材料开口层压壳的变形特征,将其翘曲变形分解为关于壳体几何对称轴对称弯曲变形和关于壳体几何中心点对称弯曲变形,并且考虑开口圆柱层压壳体大挠度变形引起的几何非线性影响,提出描述任意铺层复合材料开口圆柱层压壳热翘曲变形的翘曲函数,推导热翘曲函数的求解表达式。通过算例对模型预测结果与有限元数值模拟结果进行比较,认为模型中采用的翘曲函数能正确反映开口圆柱壳的热翘曲变形特征,该模型可以用于预测复合材料开口圆柱层压壳的热翘曲变形。

主动约束阻尼开口柱壳的NLMS反馈减振控制

为缩减开口柱壳结构的振动,给出了一种局部主动约束阻尼(ALCD)敷设结构,并结合Lagrange方程和Sanders薄壳理论构建了压电耦合开口柱壳的动力学模型,根据推得的系统状态空间形式,应用归一化最小均方差自适应滤波算法(NLMS)和线性二次规划算法(LQR)设计了一种自适应反馈控制器,通过数值仿真研究了控制参数对开口柱壳中点动态特性和控制电压的影响.结果表明:NLMS反馈控制方法能在不同控制电压频率、滤波阶数和自适应步长下保证对开口柱壳减振的有效性;增加自适应步长和滤波阶数能进一步提高减振控制的响应速率,但会导致控制电压超调量增加,而取较大的滤波阶数和较高频率控制电压可以减小噪声扰动,增加控制系统的可靠性.

Hamilton体系下四边简支复合材料开口圆柱层合壳灵敏度分析的解析法研究

基于修正后的H-R(Hellinger-Reissner)变分原理,推导了开口圆柱单层壳的Hamilton正则方程和开口圆柱层合壳的微分控制方程。将微分控制方程和灵敏度系数控制方程耦合,得到了开口圆柱层合壳响应和响应灵敏度系数的混合控制方程。利用该混合控制方程,对均布载荷作用下四边简支三层开口圆柱壳进行了位移灵敏度分析,并将所得的灵敏度分析结果与有限差分法相比较。结果表明,笔者推导的开口圆柱层合壳的混合控制方程是正确的,并且简化了Hamilton体系下层合壳结构的灵敏度分析过程。

正交各向异性功能梯度材料开口圆柱壳的自由振动分析

区别于一般圆柱壳,开口圆柱壳沿周向是不封闭的,因此具有四个边界,本文根据轴向梁式振动和轴向曲拱振动特性对各种端部与侧边边界条件下的壳体提出统一的位移振型函数,并根据哈密顿原理建立了材料参数与空间坐标相关的正交各向异性开口圆柱壳的动力变分方程,求出了不同材料属性下开敞圆柱壳固有频率与振型解的一般解析表达式,适用于任意边界条件下不同材料的开敞圆柱壳自由振动分析.

部分浸水周向开口圆柱壳声散射特性研究

基于镜像原理和薄壳理论,推导得到部分浸水周向开口圆柱壳体散射声场解析解。仿真计算了部分浸水周向开口刚性和弹性圆柱壳体反向散射声场声压级,获取了反向散射声场随入射角度、频率以及开口角度的变化特性,并利用散射亮点模型和弹性环绕波传播模型分析了特性形成机理。研究表明:由于水面界面的存在,部分浸水周向开口圆柱壳体散射声场可以分解为直达入射波和水面虚源入射波引起的散射声场叠加,并随频率变化呈现明显增强和抵消的干涉现象;周向开口可等效为弹性表面波传播的反射边界,可影响周向开口圆柱壳体声散射弹性共振特性。

开口带壳澳洲坚果的开口效果与营养成分的相关性分析

以广西区内推广种植面积相对较大的桂热1号、OC、695 3个品种为研究对象,在果实进入成熟期后分批次采收成熟度不同的坚果样品,对开口合格率与不合格率、黏壳果率、果仁饱满度4个指标进行测定,同时对不同成熟度原料果仁中的脂肪、总糖、蛋白质3个营养成分的含量进行检测,再对开口合格率、黏壳果率、果仁饱满度3个指标与坚果样品果仁中的脂肪含量、总糖含量、蛋白质含量3个营养成分指标间的相关性进行分析。结果表明:不同品种的壳果原料,其开口效果存在差异,695更适合制作开口带壳澳洲坚果,而且在8月30日采收的695样品果制作的开口带壳澳洲坚果的开口合格率高,黏壳果率低,果仁饱满度高;相关性分析显示黏壳果率与果仁饱满度呈现显著负相关,果仁饱满度与脂肪含量呈现显著负相关,表明营养成分含量的不同会影响果实的加工品质。

开口柱壳结构解析解分析

开口柱壳结构解析解分析贾学敏李昭银（河海大学港口航道及海岸工程学院南京２１００９８）（河海大学土木工程学院南京２１００９８）柱壳［１］在工程中广泛应用，然而在不同边界条件的解析解分析很不成熟［２］，很多解析解理论仍停留在６０年代水平［３］．本文根据...

局部约束阻尼开口柱壳的减振分析及优化

为了缩减开口柱壳结构的振动,本文基于Lagrange方程以及Sanders薄壳理论建立了局部约束阻尼开口柱壳的动力学模型,分析了粘弹性单元分段数和厚度、阻尼单元占空比以及约束层敷设角和厚度对结构前三阶模态损耗因子和固有频率的影响,得到了各参数对结构振动特性的影响规律。并以前三阶损耗因子为目标,应用NSGA-II遗传算法对约束阻尼柱壳进行了多目标优化,对比分析了优化前后约束阻尼结构的频域特性。结果表明,约束阻尼结构的参数对开口柱壳减振特性具有重要影响,通过对约束阻尼结构的优化,可以在引入较小约束阻尼质量的基础上,有效提升结构减振效果。