Mindlin板理论高阶精化杂交应力元及稳定性分析

基于Mindlin板理论,构造了杂交应力四边形8节点单元QA8-R。采用任意阶的Timoshenko梁函数构造了三阶边界位移插值函数,该函数确保单元能通过严格的收敛检验。利用Airy应力函数构造了单元域内应力插值函数,该函数包含21个最优选择的应力项。通过精化元方法构造了组合几何刚度矩阵,建立了屈曲分析的有限元列式。数值算例结果表明:QA8-R单元不仅可以通过C^(0-1)分片检验,保证了单元的严格收敛性,而且在不同边界条件下对中厚板的计算精度较高,更易于工程应用。

关于板的Reissner理论和Mindlin理论的某些评注<英>

本文阐明关于各向同性的均匀薄弹性板弯曲的Reissner理论与Mindlin理论的等价性。

基于Mindlin横剪变形理论的功能梯度板热屈曲分析

Mindlin板理论对挠度和转角采用各自独立的场函数以反映一阶横向剪切变形,具有简明的表达式,适于建立功能梯度板的热屈曲分析模型。本文假设功能梯度材料沿板厚方向的分布为幂函数,采用混合定律和Mori-Tanaka方法计算功能梯度板的均质化等效力学性能。基于Mindlin板理论和von Karman应变-位移关系导出功能梯度板的非线性静力平衡方程,采用3结点三角形MIN3单元建立功能梯度板热屈曲的有限元模型,并分析了典型功能梯度板的热屈曲稳定性和热后屈曲变形。陶瓷-金属功能梯度板的数值计算结果表明:材料分布幂指数越大,即组份中陶瓷体积含量越少、金属体积含量越多,则陶瓷-金属功能梯度板的屈曲温度越低,且热后屈曲变形越大。这与陶瓷的弹性模量比金属的弹性模量大,但金属的热膨胀系数比陶瓷高有关;固支功能梯度板的热屈曲变形幅值比简支功能梯度板的热屈曲变形幅值低,但偏差量随着材料分布幂指数的增大略微降低。

基于Mindlin板理论的偏移损伤成像数值仿真研究

提出了一种应用散射Lamb波的偏移技术对板结构中多部位损伤进行实时识别.基于Mindlin板理论,推导了板结构中弥散性弯曲波频率-波数域的快速偏移方法.首先对由线性传感器阵列激励和接收到的入射和散射波场在波数-频率域分别进行延拓,然后根据Huygens原理,结合波场延拓的时间一致性原理施加成像条件,对损伤进行成像识别.数值仿真研究采用基于Mindlin板理论的有限差分法模拟结构中含不同形状及尺寸损伤时的散射波场.对模拟散射波场进行偏移成像的结果表明该方法不仅能够识别多部位损伤的位置,还具有识别损伤程度的能力,其快速计算的优点满足在线结构健康监测系统对实时性的要求.

基于新修正偶应力理论的Mindlin层合板稳定性分析

基于新的各向异性修正偶应力理论提出一个Mindlin复合材料层合板稳定性模型。该理论包含纤维和基体两个不同的材料长度尺度参数。不同于忽略横向剪切应力的修正偶应力Kirchhoff薄板理论,Mindlin层合板考虑横向剪切变形引入两个转角变量。进一步建立了只含一个材料细观参数的偶应力Mindlin层合板工程理论的稳定性模型。计算了正交铺设简支方板Mindlin层合板的临界载荷。计算结果表明该模型可以用于分析细观尺度层合板稳定性的尺寸效应。

基于新修正偶应力理论的Mindlin层合板热稳定性分析

以新修正偶应力理论为基础,首次提出了机械载荷与热载荷共同作用下的微尺度Mindlin层合板热稳定性模型,该模型只引入一个材料尺度参数,通过虚功原理推导出了控制方程和边界条件,以四边简支方板为例,进行了热稳定性分析,应用纳维叶解法得到解析解。结果表明,所建模型可以捕捉到尺度效应。材料尺度参数值越大,屈曲临界温度越高;当跨厚比增大时,屈曲临界温度下降;随着板几何参数的增大,模型将退化为宏观模型;温度变化量越大,考虑热载荷作用下的屈曲临界载荷越大,尺度效应体现越显著。

“双一流”建设下“板壳理论”课程教学改革的探索

“双一流”建设的提出与推进对高等学校“板壳理论”课程的教学改革有了更高的新要求。通过指出当前“板壳理论”课程的现状与不足,然后针对这些不足尝试了一些改革,通过教学内容的优化设置、教学手段与过程性评价机制的改革等几个方面来探讨,最后对改革后的教学效果进行分析与反思。实践证明,这样的改革有助于激发学生对“板壳理论”课程的学习兴趣,增强了学习动力和学习效率,建立严谨的力学逻辑思维,并切实提高研究生的创新能力和综合解决工程问题的能力。

基于曲率积分法的楔形板矫直理论技术研究

文章详细研究了基于曲率积分法的楔形板矫直理论技术在板材矫直过程中的应用。通过曲率积分法和楔形板矫直技术的相互结合,实现了更精确和有效的矫直。文章介绍了曲率测量和计算方法、楔形板矫直装置的设置与调整,以及依据曲率调整楔形板矫直装置的具体操作流程。实际应用表明,该技术能够有效降低板材翘曲和弯曲误差,提高矫直质量,为高性能产品生产提供有力支持。

在Mindlin板理论中弯板角点邻域内的本征解

本文从由Assiff和Yen引进的Mindlin板理论的向量方程组出发,求得在边界角点邻域内的渐近解,进而在各种可能的边界条件下,求得决定解参数λ的本征方程。

基于板-梁理论的FGM双轴对称箱形截面组合扭转理论与有限元验证

基于板梁理论研究FGM双轴对称箱形截面组合扭转理论与有限元验证.首先,选取弹性模量变化函数,建立能量变分模型,引入无量纲参数,获得双轴对称箱形截面组合扭转的近似解析解;然后,利用微分方程模型计算双轴对称箱形截面组合扭转的精确解析解,给出微分方程解答;最后,利用ANSYS有限元分析软件进行验证,将本文研究所得解析解和ANSYS有限元分析软件得出的解析解进行对比,对比结果验证了本文理论推导及所给出的自由扭转刚度、约束扭转刚度表达式的正确性.

基于DBSCAN算法与GMM理论的铝合金板孔边疲劳裂纹萌生监测

针对航空结构中多孔铝合金板在疲劳载荷作用下的孔边裂纹萌生监测问题,以光纤传感系统为基础结合小波分解、含噪声的密度空间聚类以及高斯混合模型,提出了一种孔边裂纹萌生监测方法。首先以光纤光栅传感系统采集循环加载条件下多孔铝合金板孔边裂纹萌生至结构断裂全程中孔边微应变并构建孔边微应变曲线。对孔边微应变曲线进行小波分解,得到微应变曲线的低频分量与高频分量,并以低频分量最小值及高频分量突变作为孔边裂纹萌生特征。在分析裂纹萌生时引入DBSCAN算法与GMM理论用于计算孔边裂纹萌生时的疲劳加载循环数并进行比较与分析得到多孔铝合金板孔边主裂纹的萌生位置以及孔边主裂纹裂纹萌生时的疲劳加载循环数。试验结果表明:此监测方法能够准确定位出孔边主裂纹的萌生位置,计算孔边主裂纹萌生时的疲劳加载循环数,且疲劳加载循环数计算误差在5%以内。在未来可应用于全机地面疲劳试验、结构健康监测等多种场景。

基于高阶剪切变形理论的功能梯度板自由振动分析简化模型

基于高阶剪切变形理论提出了一种功能梯度板自由振动分析的简化模型,该简化模型最显著的特点是适用于功能梯度板的振动分析,且不需要剪切修正。相比于其他具有更多未知变量的剪切变形理论,本文提出的简化模型只包含一个控制方程,极大地减少了计算量。基于该简化模型研究了功能梯度矩形板在简支边界条件下的自由振动,并与其他已有文献进行了比较。结果表明,本文提出的简化模型在分析功能梯度板的自由振动行为时简单且精确。此外,文中还通过多个数值算例分析讨论了不同的梯度指数、长宽比和边厚比对功能梯度板自由振动行为的影响。

基于板-梁理论的FGM矩形截面杆扭转振动的理论研究

基于板-梁理论和Saint-Venant扭转理论的研究成果,将纵向位移假设为含有待定系数的表达式,通过几何方程推导了功能梯度材料矩形截面杆的总应变能方程,并利用最小应变能原理确定待定系数,得到自由扭转刚度的理论公式。在此基础上对矩形截面杆的自由振动出现纯扭转模态时的动能进行研究,求出在夹支条件下的扭转振动时的动能表达式、总势能的表达式及频率表达式。利用有限元软件ANSYS建立具有功能梯度材料特性的矩形截面杆的扭转振动的有限元模型,通过后处理命令查看对应边界条件的振动频率。通过有限元软件验证表明:基于板-梁理论推导得出的理论解与有限元解吻合较好,最大误差在4%以内。

采用Mindlin板理论构造8节点等参有限元

本文采用考虑剪切变形的Mindlin板理论构造8节点等参有限元,板的位移和转角均选为C°类抛物型形函数。为了避免板在小厚跨比情况下总刚方程出现平凡解,单元矩阵计算采用降阶积分方法处理。本方法能同时适用于具有复杂几何和位移边界条件的中厚板和薄板的计算,且可方便地在普遍使用的位移法有限元程序系统中实施。

基于偶应力理论微纳米Mindlin板的尺度效应分析

基于偶应力理论,建立了适用于微纳米结构的Mindlin板理论.考虑横向剪切变形和材料的尺度效应并引入长度尺寸参数,推导了各向同性微纳米Mindlin板的本构方程.根据板的平衡条件,进一步推导出用位移函数和转角函数表示的板的屈曲和振动控制方程.通过对位移和转角变量进行空间和时间域上的分离,得出了四边简支(SSSS)和对边简支、对边固支(SCSC)两种边界情况下微纳米板的屈曲和振动问题的解析解.然后利用MATLAB软件进行算例分析,获得了不同尺寸参数、长宽比、厚长比等情况下板的临界屈曲荷载和固有频率.研究结果与已有文献中的结果以及ABAQUS有限元仿真解进行对比,结果表明,不同参数下的三种方法得到的结果均十分接近.算例分析发现,尺度效应对屈曲载荷和固有频率都有显著影响.

基于改进Reddy型三阶剪切变形理论的弹性地基上FG-CNTRC板屈曲无网格分析

针对含碳纳米管转向的Pasternak地基上功能梯度碳纳米管增强复合材料FG-CNTRC(functionally graded carbon nanotube-reinforced composite)板的屈曲问题,提出了一种基于改进Reddy型三阶剪切变形理论TSDT(third-order shear deformation theory)和移动最小二乘近似MLS(moving-least square)的无网格分析模型。该模型避免了无网格法第二类边界条件的施加困难问题,且能够满足中厚/厚板的自由表面条件,无需额外引入剪切修正因子。基于最小势能原理推导了弹性地基上FG-CNTRC板的无网格屈曲控制方程,采用完全转换法处理本质边界条件。通过基准算例验证了本文方法的收敛性及有效性,讨论了碳纳米管的转向角、体积分数、分布形式、地基系数、宽厚比和边界条件等对FG-CNTRC板临界屈曲荷载的影响。

基于赋能理论的延续护理对半月板损伤患者膝关节镜术后康复的影响

目的 探讨基于赋能理论的延续护理对半月板损伤患者膝关节镜术后康复的影响。方法 随机选取2021年1月—2023年1月福建省泉州市第一医院接受膝关节镜手术治疗的120例半月板损伤患者作为研究对象,按照随机数表法分为对照组和观察组,各60例。对照组接受传统延续性护理,观察组接受基于赋能理论的延续护理。对比两组患者的康复依从性、膝关节功能、护理满意度差异。结果 观察组康复依从率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组Lysholm膝关节评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组护理总满意率为95.00%,高于对照组的81.67%,差异有统计学意义(χ^(2)=5.175,P<0.05)。结论 半月板损伤患者膝关节镜手术出院后采用基于赋能理论的延续护理,可有效增加患者的康复依从性,提升膝关节功能,有助于增加护理满意度,是一种理想的延续性护理模式。

基于非局部弹性理论的分数阶粘弹性纳米板的振动

本文基于Kirchhoff板理论,同时考虑了非局部弹性理论和分数阶Kelvin-Voigt粘弹性本构关系,利用Hamilton原理建立了粘弹性纳米板的控制方程。通过给出解的形式,利用拉普拉斯变换及其逆变换对问题就进行求解,在得到数值解后并分析了分数阶导数的阶数、非局部参数以及粘弹性系数对纳米板的振动影响。

轴向运动正三角形Mindlin板的自由振动

基于Mindlin板理论和有限元法研究了轴向运动正三角形板的自由振动问题.利用虚功原理推导轴向运动正三角形板横向自由振动的有限元方程,在三边简支边界条件下研究系统自由振动特性.算例部分,针对两种常见布置形式,首先求解板无轴向速度时的前四阶固有频率,并将其与ANSYS软件计算结果对比,证实了所给方法的准确性;随后重点探讨了速度和布置形式对前四阶固有频率的实部和虚部的影响.结果显示:速度与板受到的离心力与科氏力密切相关,在这两种力的共同作用下,速度越大,固有频率越小;第二阶振动对应不同的模态,低速时频率相同,高速时频率发散;布置形式对振动有一定影响.

基于短板理论的护理管理在外科护理管理中的效果分析

目的探讨基于短板理论的护理管理在外科护理管理中的效果。方法以2021年2~7月在江苏省张家港澳洋医院外科片区护理部行常规护理管理的护理人员作为对照组(20名),2021年8月至2022年1月行基于短板理论的护理管理的护理人员作为观察组(30名),并选取同期外科救治的80例患者,根据对应时间内护理管理办法的不同分为观察组(48例)和对照组(32例)。对比2组患者的住院时间、满意度及不良事件发生率,并比较2组护理人员的护理团队绩效、软技能和护理质量。结果观察组患者的住院时间短于对照组,总满意率高于对照组,不良事件总发生率低于对照组(P均<0.05)。实施6个月后,观察组护理人员的护理软技能测评表各维度得分及总分,团队绩效量表各维度评分及总分,以及护理安全质量各项评分均高于对照组(P均<0.05)。结论基于短板理论的护理管理在外科护理管理中显现出明显的优势,可提高患者的护理满意度,缩短其住院时间,提升护理人员的团队绩效、软技能和护理安全质量,并减少不良事件的发生。