1999年 第16卷 第1期
1999, 16(1): 1-8.
摘要:
本文在弹塑性范围中以循环轴向拉压和旋转弯曲负载条件和两种不同热处理的铝合金材料为研究对象,对1型微小裂纹扩展速率统一评价方法进行了研究,虽然在不同材料,不同负载条件下都可以用名义应力σ和裂纹长度e评价I型裂纹扩展特性(de⁄dN=Cσne)但其表达式中的系数C、n随这些试验条件变化而变化。因此,利用材料的循环应力-应变关系(σ=kερm),可以用塑性应交代替名义应力统一地评价I型裂纹扩展特性(de⁄dN=C1ερme),而不受负载条件的影响。
本文在弹塑性范围中以循环轴向拉压和旋转弯曲负载条件和两种不同热处理的铝合金材料为研究对象,对1型微小裂纹扩展速率统一评价方法进行了研究,虽然在不同材料,不同负载条件下都可以用名义应力σ和裂纹长度e评价I型裂纹扩展特性(de⁄dN=Cσne)但其表达式中的系数C、n随这些试验条件变化而变化。因此,利用材料的循环应力-应变关系(σ=kερm),可以用塑性应交代替名义应力统一地评价I型裂纹扩展特性(de⁄dN=C1ερme),而不受负载条件的影响。
1999, 16(1): 9-17.
摘要:
本文从动边界变分原理出发推导了中厚板接触问题的有限元线法离散方程体系,并利用新改进的常微分方程求解器C0L90进行求解。数值算例表明,本法精度高,收敛快,无须反复更改网格划分,是一个求解动边界问题的有竞争力的半解析方法。
本文从动边界变分原理出发推导了中厚板接触问题的有限元线法离散方程体系,并利用新改进的常微分方程求解器C0L90进行求解。数值算例表明,本法精度高,收敛快,无须反复更改网格划分,是一个求解动边界问题的有竞争力的半解析方法。
1999, 16(1): 18-25.
摘要:
本文探讨从各种粘弹性本构模型中如何确定最佳模型问题。将工程岩体视为一个复杂系统,施工中实测获得的岩体随时间的变形视为系统的输出响应,基于解决复杂系统等价数学模型的一般原理,运用最小二乘法、非线性最优化技术和拟合度检验法,本文提出从粘弹性本构模型的一般通式中来确定具体条件下最佳模型的方法,继而用辨识得到的模型可进行时空上的超前预测,用新实测数据进行模型检验和修正,达到理论分析与指导实际工程紧密结合的目的。实例验证表明该方法是有效的和可行的。
本文探讨从各种粘弹性本构模型中如何确定最佳模型问题。将工程岩体视为一个复杂系统,施工中实测获得的岩体随时间的变形视为系统的输出响应,基于解决复杂系统等价数学模型的一般原理,运用最小二乘法、非线性最优化技术和拟合度检验法,本文提出从粘弹性本构模型的一般通式中来确定具体条件下最佳模型的方法,继而用辨识得到的模型可进行时空上的超前预测,用新实测数据进行模型检验和修正,达到理论分析与指导实际工程紧密结合的目的。实例验证表明该方法是有效的和可行的。
1999, 16(1): 26-34,1.
摘要:
在高层建筑结构计算中,若结构的轴力较大而侧向刚度较小时,其二阶效应不可忽略。针对框一剪结构的二阶分析,本文推导出了一个非常简明的基本微分方程,在形式上,此方程只是一阶理论时框一剪结构基本微分方程的简单推广。此方程在应用上特别简便,此外,方程中的“二阶效应系数”正确反映了产生二阶效应的诸因素的影响。文末附有算例。
在高层建筑结构计算中,若结构的轴力较大而侧向刚度较小时,其二阶效应不可忽略。针对框一剪结构的二阶分析,本文推导出了一个非常简明的基本微分方程,在形式上,此方程只是一阶理论时框一剪结构基本微分方程的简单推广。此方程在应用上特别简便,此外,方程中的“二阶效应系数”正确反映了产生二阶效应的诸因素的影响。文末附有算例。
1999, 16(1): 35-42.
摘要:
利用结构位移模态试验和应变模态试验参数和神经网络方法对结构损伤定位和定量辨识问题进行了研究。为获得对结构损伤更加敏感的结构损伤识别指标,在分析现有识别指标的基础上,提出了用于神经网络方法的六种基于结构模态试验参数的损伤识别指标,并对它们进行了实例识别和比较研究。它们均能对结构的损伤进行预报,其中应变类型的损伤识别指标对结构损伤的敏感度比位移类型的损伤识别指标高。
利用结构位移模态试验和应变模态试验参数和神经网络方法对结构损伤定位和定量辨识问题进行了研究。为获得对结构损伤更加敏感的结构损伤识别指标,在分析现有识别指标的基础上,提出了用于神经网络方法的六种基于结构模态试验参数的损伤识别指标,并对它们进行了实例识别和比较研究。它们均能对结构的损伤进行预报,其中应变类型的损伤识别指标对结构损伤的敏感度比位移类型的损伤识别指标高。
1999, 16(1): 43-48.
摘要:
本文分析了在无限长空心圆管与周围背景介质完好粘结系统纵向运动时,粘结体中的弹性波传播。导出了广义Pochhammer频率方程,研究了不同材料组合及尺度对其频谱特性的影响,并给出了相应的频谱曲线。
本文分析了在无限长空心圆管与周围背景介质完好粘结系统纵向运动时,粘结体中的弹性波传播。导出了广义Pochhammer频率方程,研究了不同材料组合及尺度对其频谱特性的影响,并给出了相应的频谱曲线。
1999, 16(1): 49-55.
摘要:
本文用基于一次可靠度方法的非线性随机有限元法分析了双曲冷却塔壳体结构的抗风可靠度,考虑了结构的材料性能空间随机性和荷载随机性,以及结构的几何非线性影响,并且对广东茂名90米高冷却塔作了分析算例。
本文用基于一次可靠度方法的非线性随机有限元法分析了双曲冷却塔壳体结构的抗风可靠度,考虑了结构的材料性能空间随机性和荷载随机性,以及结构的几何非线性影响,并且对广东茂名90米高冷却塔作了分析算例。
1999, 16(1): 56-66.
摘要:
采用简化的钢纤维混凝土应力应交关系,考虑截面的应变协调因子推导出曲率延性系数的计算公式。根据压弯构件曲率分布规律,将曲率分布简化为二段和三段直线分布,推导出各段长度和对应荷载、挠度的计算公式,提出了荷载一挠度理论曲线计算方法。与试验结果对比表明,延性系数βΔ=Δu/Δy以及荷载一挠度理论曲线均与试验结果吻合良好。
采用简化的钢纤维混凝土应力应交关系,考虑截面的应变协调因子推导出曲率延性系数的计算公式。根据压弯构件曲率分布规律,将曲率分布简化为二段和三段直线分布,推导出各段长度和对应荷载、挠度的计算公式,提出了荷载一挠度理论曲线计算方法。与试验结果对比表明,延性系数βΔ=Δu/Δy以及荷载一挠度理论曲线均与试验结果吻合良好。
1999, 16(1): 67-77.
摘要:
本文提出一种数值分析的离散模型。它以块体单元的刚体位移为基本未知量,根据块体在外力和缝面应力作用下的平衡条件、变形协调条件和缝面材料的本构关系,采用变分原理导出块体单元法的支配方程。由于相邻块体的位移不同,这是一种位移不协调的单元,文章应用广义变分原理证明了它的收敛性。根据缝面材料不同的本构关系,可以对结构进行弹性、弹塑性或流变分析。这种方法可以解决非连续介质问题,特别适用于解决具有众多节理、裂隙岩体的变形、应力和稳定分析。研究和算例表明,它具有效率较高,精度较好的优点。
本文提出一种数值分析的离散模型。它以块体单元的刚体位移为基本未知量,根据块体在外力和缝面应力作用下的平衡条件、变形协调条件和缝面材料的本构关系,采用变分原理导出块体单元法的支配方程。由于相邻块体的位移不同,这是一种位移不协调的单元,文章应用广义变分原理证明了它的收敛性。根据缝面材料不同的本构关系,可以对结构进行弹性、弹塑性或流变分析。这种方法可以解决非连续介质问题,特别适用于解决具有众多节理、裂隙岩体的变形、应力和稳定分析。研究和算例表明,它具有效率较高,精度较好的优点。
1999, 16(1): 78-88.
摘要:
拟动力实验方法目前在大型结构抗震实验中应用比较多,取得了很大进展。但是在某些特殊的方面,例如：结构-设备相互作用、多维多点地震输入、土-结相互作用和上层地震反应分析等,还较少应用。本文就这几个较为特殊的方面综述了拟动力实验方法的现状和发展应用。
拟动力实验方法目前在大型结构抗震实验中应用比较多,取得了很大进展。但是在某些特殊的方面,例如：结构-设备相互作用、多维多点地震输入、土-结相互作用和上层地震反应分析等,还较少应用。本文就这几个较为特殊的方面综述了拟动力实验方法的现状和发展应用。
1999, 16(1): 89-93,8.
摘要:
目前国际上确定渐开线齿轮齿廓保角映射函数的方法均为数值回归法,计算复杂,映射精度的提高受到限制。为此,本文给出了渐开线齿轮齿廓保角映射函数的解析解,计算方便,使映射精度大幅度提高。以上述工作为基础,笔者给出了渐开线直齿轮齿根应力的解析公式,并由算例证实了计算结果和边界元法计算值之间的一致性。
目前国际上确定渐开线齿轮齿廓保角映射函数的方法均为数值回归法,计算复杂,映射精度的提高受到限制。为此,本文给出了渐开线齿轮齿廓保角映射函数的解析解,计算方便,使映射精度大幅度提高。以上述工作为基础,笔者给出了渐开线直齿轮齿根应力的解析公式,并由算例证实了计算结果和边界元法计算值之间的一致性。
1999, 16(1): 94-97,4.
摘要:
本文利用切向力与微滑移成线性关系的力学模型,研究物体非临界摩擦力的本构关系,得出方程F=kƒoΔxN,利用这一方程可以解决有摩擦的超静定问题。
本文利用切向力与微滑移成线性关系的力学模型,研究物体非临界摩擦力的本构关系,得出方程F=kƒoΔxN,利用这一方程可以解决有摩擦的超静定问题。
1999, 16(1): 98-104.
摘要:
本文基于Tuned Mass DamPer(简称 TMD)的原理,通过振动台模型试验,进行了悬浮顶层减震结构系统的研究。这种结构由主结构与悬浮顶层组成,采用叠层橡胶支座作为二者之间的连接装置,它与顶层楼体共同形成一个大型的TMD系统。试验表明：这种新型的减震结构系统在不同地震波的作用下,主结构顶层的加速度响应减少了1/4以上。由于这种结构系统施工工艺相对简捷,因此具有良好的经济性与实用价值,值得在工程上应用与推广。
本文基于Tuned Mass DamPer(简称 TMD)的原理,通过振动台模型试验,进行了悬浮顶层减震结构系统的研究。这种结构由主结构与悬浮顶层组成,采用叠层橡胶支座作为二者之间的连接装置,它与顶层楼体共同形成一个大型的TMD系统。试验表明：这种新型的减震结构系统在不同地震波的作用下,主结构顶层的加速度响应减少了1/4以上。由于这种结构系统施工工艺相对简捷,因此具有良好的经济性与实用价值,值得在工程上应用与推广。
1999, 16(1): 105-114.
摘要:
许多工程问题是由于流(气)体压力导致了结构开裂,裂纹迅速扩展或者止裂,这被认为是断裂动力学最前沿的研究领域。本文描述了应用于分析流体/结构/断裂耦合作用问题的计算程序PFRAC(Pipeline FRacture Analysis Code),和它在天然气管道裂纹迅速扩展问题上的应用。基于断裂动力学的模式,提出了裂纹扩展和止裂的判据。对于裂纹驱动力的计算,给出了节点力释放技术和能量平衡方法的具体应用。根据实际管道开裂试验的数据,提出了便于非耦合作用计算的裂纹后面气体压力衰减模式。针对钢制和塑料制天然气工程管道,给出了部分计算和试验的结果。
许多工程问题是由于流(气)体压力导致了结构开裂,裂纹迅速扩展或者止裂,这被认为是断裂动力学最前沿的研究领域。本文描述了应用于分析流体/结构/断裂耦合作用问题的计算程序PFRAC(Pipeline FRacture Analysis Code),和它在天然气管道裂纹迅速扩展问题上的应用。基于断裂动力学的模式,提出了裂纹扩展和止裂的判据。对于裂纹驱动力的计算,给出了节点力释放技术和能量平衡方法的具体应用。根据实际管道开裂试验的数据,提出了便于非耦合作用计算的裂纹后面气体压力衰减模式。针对钢制和塑料制天然气工程管道,给出了部分计算和试验的结果。
1999, 16(1): 115-122,.
摘要:
本文建立了三维长索局部和整体坐标间的映射关系,采用三阶B样条基构建索的等参元模型,导出了假定初应力技术以克服索初平衡状态寻找中可能遇到的困难。采用本文方法可以求解松索、紧索及索系统的非线性静动力问题。
本文建立了三维长索局部和整体坐标间的映射关系,采用三阶B样条基构建索的等参元模型,导出了假定初应力技术以克服索初平衡状态寻找中可能遇到的困难。采用本文方法可以求解松索、紧索及索系统的非线性静动力问题。
1999, 16(1): 123-127.
摘要:
本文提出了梁的弯曲应力损伤失效分析方法,推导了梁弯曲应力损伤基本方程,与Kachanov的材料受载横截面减少定义拉伸损伤变量类似,以梁的弯曲惯性矩减少定义弯曲损伤变量。并且弯曲损伤模型的材料常数可由Kachanov拉伸损伤模型的材料常数确定。并且对应力损伤材料提出了便于工程应用的失效预测方程。
本文提出了梁的弯曲应力损伤失效分析方法,推导了梁弯曲应力损伤基本方程,与Kachanov的材料受载横截面减少定义拉伸损伤变量类似,以梁的弯曲惯性矩减少定义弯曲损伤变量。并且弯曲损伤模型的材料常数可由Kachanov拉伸损伤模型的材料常数确定。并且对应力损伤材料提出了便于工程应用的失效预测方程。
1999, 16(1): 128-133.
摘要:
本文采用非线性Rnyleigh阻尼来描述立柱在地震响应初期有激发而加速运动,至最大速度后开始衰减至停止运动,取适合所有边界条件的振型函数代入由非线性偏微分方程构成的控制方程,当立柱两端铰支时,其振型函数的系数为时间自变量的函数构成的富氏级数,应用富氏级数的正交性,此控制方程化为一无穷非线性常微分方程组,用逐次渐近法求解即每次只取一个未知函数,得到一个非齐次Van der Pol方程,从而给出其头两次的渐近解,并给出其数值结果和讨论了解的分岔的意义。
本文采用非线性Rnyleigh阻尼来描述立柱在地震响应初期有激发而加速运动,至最大速度后开始衰减至停止运动,取适合所有边界条件的振型函数代入由非线性偏微分方程构成的控制方程,当立柱两端铰支时,其振型函数的系数为时间自变量的函数构成的富氏级数,应用富氏级数的正交性,此控制方程化为一无穷非线性常微分方程组,用逐次渐近法求解即每次只取一个未知函数,得到一个非齐次Van der Pol方程,从而给出其头两次的渐近解,并给出其数值结果和讨论了解的分岔的意义。
1999, 16(1): 134-140,.
摘要:
本文在上文[1]所导出的空间螺旋形薄壁曲线箱梁约束扭转微分方程及其参数解的基础上,用能量理论求出该箱梁单元的刚度矩阵与等效节点力算法,编制了按照刚度法分析的程序。通过与国内外文献的比较,验证了本方法的可靠性。
本文在上文[1]所导出的空间螺旋形薄壁曲线箱梁约束扭转微分方程及其参数解的基础上,用能量理论求出该箱梁单元的刚度矩阵与等效节点力算法,编制了按照刚度法分析的程序。通过与国内外文献的比较,验证了本方法的可靠性。
1999, 16(1): 141-144,.
摘要:
本文为各向异性杆简单扭转问题提供一种各向同性化域外奇点解法。先引入坐标变换,将该问题转化成相应的各向同性杆的扭转问题。再利用后者的格林函数,按域外奇点法求解。最后,经逆变换得到所需的应力分量。它具有方法简单、不需数值积分、计算时间短和精度高等优点。
本文为各向异性杆简单扭转问题提供一种各向同性化域外奇点解法。先引入坐标变换,将该问题转化成相应的各向同性杆的扭转问题。再利用后者的格林函数,按域外奇点法求解。最后,经逆变换得到所需的应力分量。它具有方法简单、不需数值积分、计算时间短和精度高等优点。
