任意四边形薄板大挠度弯曲问题研究

本文用pb-2 Ritz能量法求解任意四边形薄板的几何非线性弯曲问题。首先通过坐标变换将任意四边形区域转换到一个2×2单位正方形求解区域,并建立求解域内的能量泛函,然后取一个完备的二元多项式级数(p-2)与描述边界形状的一个基本函数(b)的乘积作为Ritz函数,由能量最小原理建立结构的刚度方程,非线性代数方程采用拟牛顿法求解。文中给出了详细的数学公式,并对四边简支方板和四边固定菱形板进行了数值分析,算例表明,本方法具有公式简单、精度较高的优点,用以分析大挠度问题是非常有效的。

弹性支承上弹性转动约束矩形薄板线性荷载压屈分析

为探讨边界约束下不同刚度对受线性压力作用矩形板稳定性的影响,研究了弹性支承上弹性转动约束的矩形薄板线性压屈问题。采用基于能量变分原理的Ritz能量法,根据屈曲形变提出合适的挠曲面函数,由其能量变分推得临界屈曲荷载理论解。通过有限元分析得到此类矩形板压屈荷载数值解,结果表明:荷载梯度较小时误差不超过2.8%;荷载梯度较大时,通过回归得到修正系数,误差不超过4.7%。同时建立临界纵横比、荷载梯度与板的边界转动约束刚度和支承刚度之间的关系式,根据计算结果分析,边界转动约束刚度为0.8~100时对薄板受压稳定性影响显著。