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2000年  第17卷  第3期

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基本方法
引入泡状位移含旋转自由度的广义协调三角形膜元
须寅, 龙驭球, 龙志飞, 张春生
2000, 17(3): 1-9,54.
摘要:
本文通过在单元位移场上增加含内参的广义泡状位移方法,构造了一个具有旋转自由度的三角形膜元。由于直接从完全多项式中应用广义协调方法确定附加位移,有效地扩大了单元位移场的解空间,所构造的单元具有计算精度高、对计算网格畸变不敏感的优良特性。本文为改善位移元世态提供了一个简单有效的方法。
国内外“延性断裂评定”的各种实施方法及其可靠性研究
董亚民, 冯峰, 黄克智
2000, 17(3): 10-15.
摘要:
文章对压力容器及管道的延性断裂评定,评述了各国的不同实施方法,其中有EPRI的J~T稳定性评定图方法(美国)、PD6493/91失效评定图切线方法(英国)、相容应力的极值方法(中国)以及J~T曲线汇交方法(Pressure Vessel and Piping Codes)等。本文对个别评定方法的失当和不足进行了论证分析和对比计算,推荐了最佳的评定方法。推荐的方法便于微机操作,概念清晰,直观性强,可获得高可靠度的失稳预测。
碾压混凝土拱坝诱导缝的等效强度研究
黄达海, 宋玉普, 赵国藩
2000, 17(3): 16-22,3.
摘要:
根据碾压混凝土拱坝诱导缝的构造特点,利用大比尺楔入劈拉试验成果,将诱导缝在稳定扩展中断裂过程区应力分布与相应的变形(张开度ω)联系起来,建立了诱导缝的等效裂纹断裂模型。利用等效裂纹断裂模型,计算了某碾压混凝土拱坝诱导缝的等效强度.结果表明,等效强度可以作为诱导缝的开裂准则。
板弯曲问题三维虚边界元分析
许强, 孙焕纯
2000, 17(3): 23-30,2.
摘要:
本文抛弃以往解板弯曲问题的假设,直接从三维弹性力学微分方程出发,依据三维弹性力学问题的Kelvin解,应用最小二乘法建立了三维虚边界元法解板弯曲问题的一般方法。文中给出了具有各种约束的矩形板的数值算例,以作为本方法的应用。本文方法与边界元直接法相比,优点在于无需处理奇异积分,且系数阵是对称的:再者,本文方法思想简单,且程序实现容易,易于被工程界接受。
遗传算法的改进策略及其在桥梁抗震优化设计中的应用效果
谢楠, 陈英俊
2000, 17(3): 31-36.
摘要:
本文论述了采用遗传算法进行结构优化设计时遇到的诸如计算量大、早熟收敛和边界探索不足等棘手问题,提出了三个解决对策,编制了计算程序,其在桥梁抗震代化设计中的应用效果表明,改进后的遗传算法不但提高了计算速度,而且在尽可能短的时间内找到最好的优化解。
部分剪力连接钢──混凝土组合梁受弯极限承载力的计算
聂建国, 崔玉萍, 石中柱, 刘冲, 郭邵斌
2000, 17(3): 37-42.
摘要:
钢─混凝土组合梁在受弯承载力和变形许可的条件下采用部分剪力连接对于方便施工和降低造价等都是有利的。部分剪力连接对组合梁的受弯极限承载力和变形均有影响。本文通过对4根部分剪刀连接组合梁的试验研究和对国内外8根部分剪力连接组合梁受弯极限承载力的分析,建立了考虑剪力连接程度影响的组合梁受弯极限承载力计算公式。结果表明,按照本文公式得到的计算值与实测值吻合良好。
基于Gurtin变分原理的非时间步参数逐步积分法
刘铁林, 吕和祥, 赵金城
2000, 17(3): 43-48.
摘要:
本文基于位移型Gurtin变分原理,对时间域进行离散时,采用具有非时间步参数的插值函数逼近广义节点位移,给出了一种新的计算弹性动力学初值问题的非时间步参数逐步积分法。这是一种无条件稳定的计算格式。算例表明,本文方法具有计算方法简便、实用以及精度较高的特点。
裂纹板贴补应力分析
陈永强, 孙树勋, 王清, 姚振汉
2000, 17(3): 49-54,9.
摘要:
本文采用含裂纹无限大板特殊基本解和合力边界条件,用体积力法对含裂纹金属薄板的胶贴补强问题进行应力分析。使用一满足胶贴层位移连续条件的剪切单元,把问题转化为对裂纹板和贴片的分析。由于使用的特殊基本解精确满足裂纹面自由力边界条件,避免了对裂纹尖端附近的奇异场进行离散处理,因而可以比较精确地求出裂纹尖端附近的应力分布,同时由于单位集中力引起的裂纹尖端应力强度因子可以解析得到,因而可以较准确地反映出用应力强度因子的降低来表征的贴补效果。作为贴补计算的例子,文中计算了受拉力和剪力作用时,含中心裂纹的金属裂纹板在贴补前后裂纹尖端应力强度因子的降低,给出了贴片的厚度、弹性模量和尺寸及肢贴层厚度等对贴补效果的影响。
MTMD控制结构地震反应的特性研究
蔡国平, 孙峰, 黄金枝, 王超
2000, 17(3): 55-59.
摘要:
本文对拥有多个调谐质量阻尼(MTMD)的建筑结构在简谐地震作用下的特性进行研究,并将MTMD与TMD进行比较。建筑结构假设为单自由度:MTMD中的n个TMD相互并联,并具有相同质量和阻尼系数,并假设具有等频率分布。分析可得,在已知质量系数的前提下,MTMD系统中MTMD的频率范围、阻尼系数和TMD的数量是MTMD系统的主要参数,它们对建筑结构的响应起主要作用,而且这些参数存在优化问题。优化MTMD对建筑结构的振动控制要比优化TMD更为有效。
奇异信号的谐波小波分析
赵玉成, 袁树清, 许庆余
2000, 17(3): 60-65.
摘要:
研究稳定信号的理想工具为Fpurier变换。但对于非平稳信号,需要一种具有良好时频特性的函数基来进行分解,Fourier变换所用的三角函数基不能满足此要求。而近些年提出的小波函数很好地解决了非平稳信号的分解问题。在本文中通过对具有奇异信号的非平稳信号进行谐波小波分析,最后根据分解结果可很好地确定信号中出现奇异的时域和频域位置.
锥壳的环向剪切屈曲
张音翼, 吴萍
2000, 17(3): 66-73.
摘要:
应用精确的锥壳屈曲分支方程,研究圆锥亮在环向分布剪切力作用下的扭转稳定性,通过分支点屈曲模态的构造和Galerkin变分法的运用,建立相应特征方程,求得铰支与夹支圆锥壳较为理想的全锥度环向剪切屈曲临界值。
关于基础非线性共振频率的实用算式
陈龙珠, 陈胜立, 卢松存
2000, 17(3): 74-79,1.
摘要:
当土体软弱或扰力较大时,基底一定深度内的主体将进入弹塑性状态,从而导致机器基础共振频率出现下降的非线性振动现象。本文扼要评述了几种由我国学者提出的基础非线性共振频率的简化计算公式,再通过室内外模型试验数据分析比较.结果表明,本文作者提出的由多项式函数拟合地基应力一位移关系而得到的基础振动方程(Duffing方程)及共振频率算式具有应用简使和精度较高的特点.
土──锚杆相互作用机理的研究
孔宪宾, 佘跃心, 李炜, 汪洪武
2000, 17(3): 80-86.
摘要:
本文应用数学─大学的方法,分析了土─锚杆界面间相互作用的机理,给出了基于锚杆与主体界面的理想弹塑性模型的数学解析解,使人们能深入了解土─锚杆界面之间的相互作用,为锚杆系统的设计提供了依据。
圆柱贮液器固液耦合模态分析
万水, 朱德懋
2000, 17(3): 87-92.
摘要:
本文用半解析有限元分析了弹性圆柱贮液器液─固耦合系统的模态特性,进行了贮液器的模态实验。将实验测出的贮液器在不同液高时的耦合振动模态与理论分析结果进行了比较,验证了计算结果的可信性。计算与实验均表明,贮液器内液深对壳体结构的动力特性有很大的影响,贮液器内液体质量越多,壳体结构的耦合振动频率越低。
深海采矿流-固耦合软管系统的非线性动力学模型
郭小刚, 张立人, 金星, 肖曙曦
2000, 17(3): 93-104.
摘要:
软管在深海采矿系统中是连接中继舱和集矿机的输送枢纽,目前国内外研究途径通常直接采用离散的有限元方法,没有建立严格的系统的数学模型且计算中提出了许多限制性假设。本文针对这一缺陷,在广泛综合考虑各种因素的基础上,放弃了一些特殊的假定,考虑了应变表达式中位移高阶量的影响与横向剪力的作用,提出了适合大位移几何非线性、流·-固耦合的弹性杆件结构所需满足的三维空间不定常连续性偏微分方程。本文提出的数学模型可应用于任意细长圆截面结构的静力或动力非线性分析。
载流薄板中裂纹形成瞬间尖端附近的热电磁场
胡宇达, 白象忠
2000, 17(3): 105-108,.
摘要:
给出了载流无限大薄板在形成裂纹的瞬间,尖端区域附近的电流密度以及由于集中效应而产生的焦耳热源功率表达式。在此基础上,通过对热传导方程求解温度场,得到了裂纹尖端区域的温度表达式.通过算例分析证实了:在电磁场作用瞬间,由于裂尖处的热集中效应,能够使其在附近一定范围内熔化形成微小焊口.从而可达到阻止裂纹扩展的目的。
双向受压船体板极限承载能力简易分析方法
孙海虹, 张圣坤
2000, 17(3): 109-115.
摘要:
采用简易高效的方法分析双向受压船体板极限承载能力,探讨焊接残余变形、残余应力的影响,并根据试验测试结果给出了焊接残余变形容限。计算结果与弹塑性非线性有限元法和试验值进行了比较。最后讨论了腐蚀对船体板极限承载能力的影响。
用附加质量与刚度修改结构简谐激励响应
于德介
2000, 17(3): 116-120,.
摘要:
对修改结构局部刚度和质量参数,从而使其局部简谐激励响应分量满足给定设计要求的动力修改问题提出了一种求解方法,导出了质量与刚度参数修改结果的通解形式。本文方法仅需利用与结构修改自由度相关联的动柔度参数,计算过程简便。文中算例说明了方法的有效性。
斜拉桥施工初始索力的确定
梁志广, 李建中, 石现峰
2000, 17(3): 121-126.
摘要:
本文介绍了直接利用前进分析确定斜拉桥施工初始索力的方法。该方法以施工正序进行分析,能够精确计及结构的几何非线性、混凝土收缩徐变以及其他因素的影响。与以往随方法相比,该方法考虑因素全面,计算简使、精度高。用该方法获得的施工初始索力进行施工,成桥索力及线型易于保证,可以大大减少工程控制的工作量,节约大量人力、物力和财力。
复合材料圆管构件的等效模型研究
姜鲁珍, 文献民, 马兴瑞, 王本利
2000, 17(3): 127-132.
摘要:
本文针对任意壁厚的复合材料圆管构件的等效弹性模量和剪切模量提出了高阶理论计算方法,它考虑了构件的横向剪切效应以及层合材料的三维本相关系,并且对三种缠绕方式的等效模量进行了预测,预测结果与经典层合报理论和实验的预测结果吻合较好,该方法可用于复合材料杆件结构的设计中。
高压涡轮盘的热弹性应力分析
孟春玲, 饶寿期
2000, 17(3): 134-137.
摘要:
本文利用大型通用有限元程序ALGOR某型发动机的高压涡轮盘及其榫齿进行了三维热弹性应力分析,对如何处理轮盘和叶片之间的连接进行了研究,并在有限元计算中应用了边界元法,从而得到了盘及榫齿的热弹性应力分布,并已应用于实际的发动机结构设计中。
弹性地基板计算的无单元法
张伟星, 庞辉
2000, 17(3): 138-144.
摘要:
本文用天单元法研究了弹性半空间地基板的弯曲问题,由滑动最小二乘法和变分原理导出了地基极的无单元法刚度矩阵,编制相应的无单元法计算程序,并给出算例。结果表明方法可行,且具有更加广泛的工程应用前景。