功能梯度经典梁损伤识别模态应变能变化率法的抗噪音性能研究

针对功能梯度经典梁,研究损伤识别的模态应变能变化率方法的抗噪音性能。基于有限元商用软件ABAQUS计算平台,计算功能梯度经典梁自由振动模态参数,并加入一定水平的噪音。用这些含噪音的模态参数仿真实际测量值。模态参数测量噪音模型采用高斯分布模型,并比较了计算噪音水平的三种计算方法。通过数值算例,分析测量噪音对功能梯度经典梁损伤识别的影响。从损伤识别结果可以发现,在1%、2%和5%的噪音水平情况下,均能很好地识别出梁的损伤单元。这表明功能梯度经典梁损伤识别的模态应变能变化率方法具有良好的抗噪音性能。

经典梁热过屈曲问题的解析解

基于非线性经典梁理论,建立了控制轴向和横向变形的基本方程,将两个非线性方程化简为一个关于横向挠度的四阶非线性积分-微分方程。对于本文所考虑的三类边界条件,该方程与相应的边界条件构成了微分特征值问题;直接求解该问题,得到热过屈曲构形的解析解,该解是外加热载荷的函数。为考察热载荷以及边界条件的影响,根据得到的解析解给出了一些数值算例,讨论了梁过屈曲行为的性质。本文得到的解析解可用于验证或改进各类近似理论和数值方法。

纵横向载荷作用下经典梁非线性静态响应的精确解

导出了纵横向载荷作用下,梁非线性静态问题的精确解.利用非线性经典梁理论,推导出梁非线性静态问题的基本方程,得到的控制方程是一个关于挠度的非线性积分-微分方程.直接求解该方程,得到梁非线性静态变形闭合形式的解,这个解显式地给出梁的变形与外载荷之间的非线性关系.为考察载荷以及边界条件的影响,根据得到的解析解给出一些数值算例,并讨论梁不同阶屈曲模态下非线性静态响应的一些性质.结果表明:对应于参数λ的不同取值区间,梁的轴向载荷-挠度曲线有不同的解支;对应于参数λ的同一取值区间,梁分别对应两个不同的屈曲模态.

基于非经典梁理论的复合管道抗弯刚度特性分析

含薄壁内衬的碳纤维增强复合管道的抗弯刚度主要由碳纤维增强层决定,由于单向纤维复合材料多角度铺层引起的复杂耦合效应,复合管道的抗弯刚度难以精确计算。本文根据高压气体输送管道的结构特点和受力特性,基于复合材料力学、弹性力学进行复合管道的抗弯刚度计算,并进行了复合管道有限元模拟,对比分析了理论计算和有限元法在纯弯曲状态下,缠绕角、铺层顺序对复合管道抗弯刚度的影响。

阻尼层复合材料夹芯梁的动力学性能

采用哈密尔顿原理,推导得到了阻尼层复合材料夹芯梁的偏微分振动平衡方程;使用Navier型闭环解得到梁的固有频率和损耗因子,并与其他文献中的解进行对比验证;最终揭示了夹芯复合材料梁动力学性能随结构参数的变化。结果表明:随着梁长度的增大,梁的固有频率逐渐减小,结构的损耗因子呈现先增大后减小的趋势,梁的长度存在最佳动力学设计值;增大阻尼层剪切模量,结构固有频率逐渐增大,结构的损耗因子呈现先增大后减小的趋势,阻尼层剪切模量也存在最佳动力学设计值;随阻尼层厚度的增大,结构的固有频率逐渐降低,一阶模态下的损耗因子逐渐增大,但是其余模态下的损耗因子呈现先变小后增大的规律;中间层损耗因子值对频率的影响不大。

求解梁的切应力的高阶勒让德模型

梁作为最简单的构件在工程中广泛应用.由于经典梁理论在求解梁的切应力时需要引入平衡方程和剪切修正系数,使得求解问题变得复杂.该文采用高阶勒让德级数形式的位移函数,并考虑上下边界处切应力为零的特点,建立了梁的切应力的求解方法.并将所得的理论结果与有限元方法的数值结果进行比较,结果符合很好.结果表明,该文的理论模型能够准确地确定梁内部的正应力和切应力.该文的研究可为梁的力学分析提供新的理论方法.

箱形主梁结构强度分析方法研究

箱形结构是起重机主梁常采用的结构形式,主要对其强度计算与分析方法进行了比较研究。在计算分析中分别采用了经典梁模型、有限元的三维实体单元和板壳单元组合模型及梁单元模型。并以一个工程实际的起重机主梁结构为例进行了静载强度计算。结果表明对于跨高比大于10的主梁结构,不同的分析方法所得的主梁应力和变形存在较小差异,并剖析了差异出现的原因。

一种新型剪力墙多垂直杆单元模型:原理和应用

在经典梁理论的基础上提出了一种新的多垂直杆单元模型。新模型的横向位移函数为沿纵向三次式,单元刚度矩阵中考虑了轴向拉压变形与剪切变形的相互作用以及弯曲变形与剪切变形的相互作用。每个单元在纵向采用了四根竖向弹簧,用四段常数应变来拟合线性变化的纵向正应变,一定程度上反映了纵向正应变沿纵向坐标的变化。计算精度随单元高宽比的增加下降极少,减少了单元的划分数量,加快计算速度,并且对于各种荷载组合,均有着较高的计算精度,适应面较广。最后通过算例,并与试验结果比较,表明该模型具有较好的计算精度,可适用于高层建筑结构的弹塑性静力和动力分析。