基于三维弹性理论的碳纤维板中Lamb波建模

1

作者 张恒萍 袁慎芳 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期399-402,共4页

基于主动Lamb波的结构健康监测是目前复合材料结构损伤监测技术研究的热点之一,了解Lamb波的传播特性对进行可靠的损伤监测非常重要。本文结合经典三维弹性理论与Lamb波的运动位移方程,对碳纤维复合材料板中传播的Lamb波传播特性进行了... 基于主动Lamb波的结构健康监测是目前复合材料结构损伤监测技术研究的热点之一,了解Lamb波的传播特性对进行可靠的损伤监测非常重要。本文结合经典三维弹性理论与Lamb波的运动位移方程,对碳纤维复合材料板中传播的Lamb波传播特性进行了建模研究,在此基础上推导了碳纤维板的相速度频散曲线,并讨论了Lamb波传播方向与坐标轴之间的夹角及碳纤维铺层方向对频散曲线的影响,建模结果证明了这种建模方法的正确性。 展开更多

关键词 LAMB波 建模 三维弹性理论

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于三维弹性理论的功能梯度梁在任意边界条件下的自由振动分析 被引量：2

2

作者 杨莎莎 沈承 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期2230-2235,共6页

功能梯度梁的振动问题研究具有重要的理论和工程意义,现有的研究大多局限于简支或固支等简单约束边界。基于三维弹性理论,建立了受任意边界条件约束的功能梯度梁的自由振动分析模型。具体来说,假设功能梯度梁的材料属性沿其厚度方向呈... 功能梯度梁的振动问题研究具有重要的理论和工程意义,现有的研究大多局限于简支或固支等简单约束边界。基于三维弹性理论,建立了受任意边界条件约束的功能梯度梁的自由振动分析模型。具体来说,假设功能梯度梁的材料属性沿其厚度方向呈梯度变化,在梁的两端引入2组线性弹簧,通过调节弹簧的刚度常数来实现不同的边界约束。梁的每个位移分量展开为一个改进的傅里叶余弦级数,基于瑞利-里兹法计算了功能梯度梁的固有频率和固有振型。结果表明,该方法具有较快的收敛性,而且结果精度令人满意。最后讨论了材料体积分数的影响规律,结果发现材料体积分数的变化可显著改变结构的固有频率。 展开更多

关键词 三维弹性理论 功能梯度梁 瑞利-里兹法 任意边界

在线阅读 下载PDF 职称材料

横观各向同性圆柱体端部问题的三维弹性理论解

3

作者 杨锋 何福保 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期57-63,共7页

从位移的通解出发，用分离变量法得到横观各向同性圆柱体的位移和应力的特征函数展开式，并把位移势函数的解用付里叶积分的形式表示。利用留数运算，该积分解可以转换成类似于特征函数的展开式。通过混合端部边界问题，得到与特征函数... 从位移的通解出发，用分离变量法得到横观各向同性圆柱体的位移和应力的特征函数展开式，并把位移势函数的解用付里叶积分的形式表示。利用留数运算，该积分解可以转换成类似于特征函数的展开式。通过混合端部边界问题，得到与特征函数解成双正交关系的另一组函数。利用这种双正交关系，可以处理不同的端部边界问题。 展开更多

关键词 圆柱体 端部问题 横观各向同性 三维弹性理论

在线阅读 下载PDF 职称材料

多层横观各向同性圆柱壳的三维弹性理论解

4

作者 杨锋 何福保 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1992年第1期84-92,139,共9页

本文从三维弹性理论出发,用特征函数法研究多层横观各向同性圆柱壳的轴对称问题.把位移和应力分量的齐次解表达成特征函数展开式,并把特解部分用Fourier级数表示.以多层圆柱壳的内、外柱面作为齐次边界,同时考虑层间的连续条件,推导出... 本文从三维弹性理论出发,用特征函数法研究多层横观各向同性圆柱壳的轴对称问题.把位移和应力分量的齐次解表达成特征函数展开式,并把特解部分用Fourier级数表示.以多层圆柱壳的内、外柱面作为齐次边界,同时考虑层间的连续条件,推导出问题的特征方程并用Muller法求解.文中运用传递矩阵技术处理多层问题,并用边界型最小二乘配点法处理端部边界条件.作为实例,对双层圆柱壳作了数值计算. 展开更多

关键词 圆柱壳 各向同性 三维弹性理论

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于模型试验与三维水弹性理论的船舶波激振动响应研究 被引量：8

5

作者 汪雪良 顾学康 胡嘉骏 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第8期915-925,共11页

船体波激振动使得船体结构中产生高频、持续和具有一定幅值的振动应力,可能引起结构发生严重的疲劳损伤,因而对船舶结构的安全性带来严峻的挑战。文章以一艘大型LNG船为研究对象,采用三维线性水弹性理论与水池模型试验方法对船舶波激振... 船体波激振动使得船体结构中产生高频、持续和具有一定幅值的振动应力,可能引起结构发生严重的疲劳损伤,因而对船舶结构的安全性带来严峻的挑战。文章以一艘大型LNG船为研究对象,采用三维线性水弹性理论与水池模型试验方法对船舶波激振动响应进行了比较分析,研究了规则波与不规则波中的波激振动特性。改变该LNG船的刚度,并保持船型、重量分布等其它主船体特征不变,在模型试验和理论计算中探讨了刚度对波激振动的影响。通过两种刚度船体梁的模型试验与理论计算结果的比较分析,给出了波浪周期和船体刚度的变化对波激振动影响的几点结论。 展开更多

关键词 波激振动 三维水弹性理论 模型试验 船体梁刚度

在线阅读 下载PDF 职称材料

任意边界条件三维弹性矩形厚板结构振动分析 被引量：3

6

作者 张羽飞 杜敬涛 +2 位作者 杨铁军 朱明刚 刘志刚 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1448-1453,1531,共7页

目前板结构振动特性的计算分析大多数都是基于经典板理论或者其他高阶近似理论,为了深入理解其振动特性,对于一些厚度比较大的板,采用三维弹性理论来进行分析十分必要。在空间坐标系中沿3个坐标轴方向的位移场使用三维改进傅里叶级数法... 目前板结构振动特性的计算分析大多数都是基于经典板理论或者其他高阶近似理论,为了深入理解其振动特性,对于一些厚度比较大的板,采用三维弹性理论来进行分析十分必要。在空间坐标系中沿3个坐标轴方向的位移场使用三维改进傅里叶级数法来建模,通过计算系统拉格朗日函数的极值即可计算出描述位移场的所有未知系数。将本文计算结果与文献结果和NASTRAN软件计算的有限元结果进行比较,最大偏差不超过1.4%,结果吻合良好。结果表明:本文方法能够准确预测三维弹性矩形厚板结构的振动特性,且无论矩形板的边界条件是否对称,都能使用该方法来简便地获得固有频率、振型以及强迫响应。 展开更多

关键词 三维弹性理论 矩形厚板 任意边界条件 改进傅里叶级数法

在线阅读 下载PDF 职称材料

VLCC在波浪中弹性响应的理论与模型试验研究 被引量：8

7

作者 汪雪良 赵南 +1 位作者 丁军 胡嘉骏 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期127-136,共10页

商船的大型化发展使得船长变得越来越长。这将导致大型船舶在大洋中航行时船体梁产生由于流固耦合作用引起的波激振动和砰击颤振。文章采用模型试验和理论预报方法研究了一艘VLCC在满载和压载条件下的低频和高频垂向波浪载荷响应特性。... 商船的大型化发展使得船长变得越来越长。这将导致大型船舶在大洋中航行时船体梁产生由于流固耦合作用引起的波激振动和砰击颤振。文章采用模型试验和理论预报方法研究了一艘VLCC在满载和压载条件下的低频和高频垂向波浪载荷响应特性。试验模型长度超过6 m,采用两根非均匀截面梁来连接模型分段,并在分段处测量模型横剖面处的垂向弯矩。理论计算采用二维非线性切片理论和三维线性水弹性理论,预报结果和模型试验结果进行了比较。分析发现船体梁的波激振动易在小波高和低波浪周期下发生,尤其是船体梁的两节点垂向湿谐振频率为遭遇波浪频率整数倍的时候。波幅增大后,船体梁还将发生砰击颤振。波浪持续激励时波激振动和砰击颤振往往会耦合发生,由于船体梁小结构阻尼的影响,目前的技术手段难以从船体梁总振动中把它们分离开来。船舶的装载条件会对船体梁的振动特性尤其是波激振动产生较大的影响,研究发现压载条件下的波激振动响应要比满载条件下的严重,在已有文献中提到这种影响的机理在文中得到了模型试验和理论计算的再验证。 展开更多

关键词 VLCC 波激振动 砰击 模型试验 三维水弹性理论

在线阅读 下载PDF 职称材料

TiNi合金的动态伪弹性行为和率相关相变本构模型 被引量：9

8

作者 郭扬波 刘方平 +2 位作者 载翔宇 唐志平 虞吉林 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期105-110,共6页

采用万能材料试验机和SHPB实验技术对TiNi形状记忆合金在10-3s-1和102s-1应变率下的伪弹性相变行为进行了实验研究。实验数据表明:TiNi合金的相变过程具有应变率效应,其原因主要是相变阻力受应变率影响———应变率越大,相变阻力越大。... 采用万能材料试验机和SHPB实验技术对TiNi形状记忆合金在10-3s-1和102s-1应变率下的伪弹性相变行为进行了实验研究。实验数据表明:TiNi合金的相变过程具有应变率效应,其原因主要是相变阻力受应变率影响———应变率越大,相变阻力越大。在三线性热弹性相变模型的基础上,考虑了应变率对相变阻力的影响,并给出了相变阻力的具体形式,建立了一个一维率相关相变本构模型。模型对TiNi合金相变行为的模拟与实验数据吻合较好。 展开更多

关键词 固体力学 相变本构模型 三维性热弹性理论 TINI形状记忆合金 相变阻力 应变率

在线阅读 下载PDF 职称材料

钢-混凝土组合梁桥徐变的三维虚拟层合元分析(英文) 被引量：1

9

作者 程晓东 程莉莎 叶贵如2 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期470-475,共6页

采用三参数粘弹性模型,对钢-混凝土组合梁桥在长期荷载作用下的徐变性能进行了研究,并采用三维虚拟层合单元法研究这种效应以及截面由不同材料组成时结构的受力特点。在实验研究的基础上,拟合了粘弹性模型中的参数,并对钢-混凝土组合梁... 采用三参数粘弹性模型,对钢-混凝土组合梁桥在长期荷载作用下的徐变性能进行了研究,并采用三维虚拟层合单元法研究这种效应以及截面由不同材料组成时结构的受力特点。在实验研究的基础上,拟合了粘弹性模型中的参数,并对钢-混凝土组合梁桥在长期荷载作用下的竖向变形和轴向应变进行了研究,通过对计算和试验结果进行对比分析验证了该法的准确性。 展开更多

关键词 三维虚拟层合单元法 徐交 钢-混凝土组合梁桥 三维粘弹性理论

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于切比雪夫里兹法的变厚度锥形环盘三维振动特性分析

10

作者 李一 吕明 王时英 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第26期176-181,共6页

为更全面地反映变厚度锥形厚环盘的振动特性以及满足机械加工对其高阶频率的需求,提出基于三维弹性振动理论,应用里兹法,以切比雪夫多项式与相应边界条件的乘积作为容许函数,得到特征值方程,进而求得环盘固有频率。对该方法的计算结果... 为更全面地反映变厚度锥形厚环盘的振动特性以及满足机械加工对其高阶频率的需求,提出基于三维弹性振动理论,应用里兹法,以切比雪夫多项式与相应边界条件的乘积作为容许函数,得到特征值方程,进而求得环盘固有频率。对该方法的计算结果进行了收敛性验证以确保该方法的准确性。并与采用代数多项式与相应边界条件乘积作为容许函数的里兹法的计算结果进行比较,由于切比雪夫相较于代数多项式拥有更好的数值稳定性,切比雪夫里兹法可以求得较为准确的结果。 展开更多

关键词 三维弹性振动理论 里兹法 切比雪夫多项式 特征值

在线阅读 下载PDF 职称材料

钢管混凝土压弯长柱非线性屈曲承载力的三维有限元分析

11

作者 程晓东 程莉莎 +1 位作者 叶贵如 徐兴 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z1期101-104,共4页

基于三维线弹性大变形理论,本文构造了三维非线性虚拟层合单元法,利用此法对钢管混凝土压弯长柱的非线性屈曲承载力进行了研究,有限元分析结果与试验结果符合良好.最后,以典型截面形式为例,研究了长细比、偏心率等参数对钢管混凝土长柱... 基于三维线弹性大变形理论,本文构造了三维非线性虚拟层合单元法,利用此法对钢管混凝土压弯长柱的非线性屈曲承载力进行了研究,有限元分析结果与试验结果符合良好.最后,以典型截面形式为例,研究了长细比、偏心率等参数对钢管混凝土长柱承载力的影响,研究结果可供工程设计和施工参考. 展开更多

关键词 三维线弹性大变形理论 三维非线性虚拟层合单元法 非线性屈曲承载力 钢管混凝土压弯长柱

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于平面偶应力-Reissner/Mindlin板比拟的偶应力有限元 被引量：7

12

作者 黄若煜 吴长春 钟万勰 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期272-280,共9页

偶应力理论的有限元列式面临本质性的C1连续性困难.平面偶应力理论和Reissner/Mindlin板弯曲理论之间的比拟关系表明这两个理论系统的有限元的同一性,而R/M板有限元并不存在C1连续性困难.因此,研究将R/M板单元转化为具有一般位移自由度... 偶应力理论的有限元列式面临本质性的C1连续性困难.平面偶应力理论和Reissner/Mindlin板弯曲理论之间的比拟关系表明这两个理论系统的有限元的同一性,而R/M板有限元并不存在C1连续性困难.因此,研究将R/M板单元转化为具有一般位移自由度的平面偶应力单元的一般方法.根据这一方法,将典型的8节点Serendipity型R/M板单元Q8S转化为一个4节点12自由度的四边形平面偶应力单元,数值结果表明该单元具有良好的精度和收敛性. 展开更多

关键词 三维弹性理论 偶应力 Reissner/Mindlin板弯曲 有限元 固体力学 变形分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

提高金属内衬容器承载能力的预外压法 被引量：8

13

作者 边文凤 孙芳 王彪 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期60-64,共5页

具有金属内衬的复合材料容器的承载能力很大程度上取决于金属内衬的弹性变形范围和稳定性。基于三维弹性理论,并结合第四强度理论,研究了在施加外压力时保证金属内衬不失稳的条件下,具有金属内衬的纤维缠绕容器的应力分布情况和承载能... 具有金属内衬的复合材料容器的承载能力很大程度上取决于金属内衬的弹性变形范围和稳定性。基于三维弹性理论,并结合第四强度理论,研究了在施加外压力时保证金属内衬不失稳的条件下,具有金属内衬的纤维缠绕容器的应力分布情况和承载能力的改善情况。结果表明,给金属内衬施加预外压力,可以提高容器的极限承载能力,更好地发挥纤维层的承载能力。 展开更多

关键词 金属内衬 容器 三维弹性理论 第四强度理论 极限承载能力 弹性变形 复合材料 分布情况 纤维缠绕 外压力 稳定性 纤维层

在线阅读 下载PDF 职称材料

任意厚度压电层合闭口柱壳的精确解 被引量：4

14

作者 盛宏玉 董朝文 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2003年第5期980-985,共6页

从三维弹性理论和压电学理论出发,通过假设边界函数,导出压电层合闭口柱壳的状态方程,并运用状态转移矩阵方法给出满足两端和内、外表面所有任意边界条件的精确解析解。此解计及了正交异性压电弹性体的所有弹性常数和压电学常数,满足层... 从三维弹性理论和压电学理论出发,通过假设边界函数,导出压电层合闭口柱壳的状态方程,并运用状态转移矩阵方法给出满足两端和内、外表面所有任意边界条件的精确解析解。此解计及了正交异性压电弹性体的所有弹性常数和压电学常数,满足层合壳所有基本方程和层间连续条件,适合任意厚跨比。 展开更多

关键词 压电层合闭口柱壳 精确解 三维弹性理论 本构方程 正交异性 薄膜应力 电位移 状态方程 边界条件

在线阅读 下载PDF 职称材料

FRP等距环肋加强的钢管混凝土短柱的分析

15

作者 杨佑发 陈远 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期438-442,446,共6页

针对FRP等距环肋加强的钢管混凝土柱,将FRP环肋与钢管间的集中线荷载展为沿轴向变化的富氏级数,将应力和位移看作一组'初等解'和一组'修正解'的叠加;'初等解'即为一般的二维理论所得的解答,而'修正解'... 针对FRP等距环肋加强的钢管混凝土柱,将FRP环肋与钢管间的集中线荷载展为沿轴向变化的富氏级数,将应力和位移看作一组'初等解'和一组'修正解'的叠加;'初等解'即为一般的二维理论所得的解答,而'修正解'应用勒夫(Love)位移函数法求得。并用FRP环肋与钢管表面位移连续条件,确定FRP环肋与钢管相互作用的未知线荷载,由此求得该问题的弹性理论解。通过计算实例表明,解的收敛性良好。 展开更多

关键词 FRP等距环肋加强 钢管混凝土柱 三维弹性理论

在线阅读 下载PDF 职称材料

流体载荷对水下自由阻尼板阻尼损耗因子的影响

16

作者 尹帮辉 王敏庆 《噪声与振动控制》 CSCD 2014年第4期71-76,共6页

结构的阻尼损耗因子是潜艇降低水下辐射噪声的重要参数。为此,采用谱有限元法以计算流体载荷作用下的自由阻尼板的结构损耗因子,探讨辐射损耗因子同功率转换系数间的关系;然后使用谱有限元法比较了含流体和不含流体的自由阻尼板的结构... 结构的阻尼损耗因子是潜艇降低水下辐射噪声的重要参数。为此,采用谱有限元法以计算流体载荷作用下的自由阻尼板的结构损耗因子,探讨辐射损耗因子同功率转换系数间的关系;然后使用谱有限元法比较了含流体和不含流体的自由阻尼板的结构损耗因子的差异,使用能量法对相关计算结果进行验证;最后使用三维模型对流体载荷作用下的自由阻尼板的功率转换系数进行了计算,进而分析功率转换系数同阻尼层杨氏模量、阻尼层厚度、阻尼层材料损耗因子等参数的关系。研究发现:在低于第二阶弯曲波产生频率的频段范围内,无流体时的损耗因子小于有流体的自由阻尼板;从频段平均的角度来看,功率转换系数在低频存在较大峰值,在高频变化较为平缓且数值较小;实际潜艇在流体载荷下主要通过改变结构的阻尼来改变其辐射的阻尼损耗因子。分析结果对于潜艇结构阻尼的优化设计有参考价值。 展开更多

关键词 振动与波 流体载荷 自由阻尼板 阻尼损耗因子 谱有限元法 三维弹性理论

在线阅读 下载PDF 职称材料

约束阻尼层对复合材料层合板声辐射的影响 被引量：2

17

作者 杨智雄 石敏 +1 位作者 黄惜春 任春雨 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第17期36-41,共6页

层合阻尼板在刚强度比、减振降噪上具有显著的优势,但关于振动致声问题研究还不充分,相应的有限元分析方法不够准确高效。为此基于分层理论的连续壳单元和三维弹性理论的体单元建立一种混合有限元模型,结合声学无限元技术分析层合阻尼... 层合阻尼板在刚强度比、减振降噪上具有显著的优势,但关于振动致声问题研究还不充分,相应的有限元分析方法不够准确高效。为此基于分层理论的连续壳单元和三维弹性理论的体单元建立一种混合有限元模型,结合声学无限元技术分析层合阻尼板的振声特性。采用连续壳单元离散约束面板及层合板,用体单元离散阻尼层,2种单元均为8节点三位移自由度,因此面板、阻尼层以及基板之间有很好的位移协调性。通过算例校验该方法的可行性。然后讨论了面板厚度、阻尼层厚度及位置、铺层角度对均方振速和辐射声功率的影响。结果表明采用的方法可以准确分析层合阻尼板的声辐射问题,计算得到的声辐射影响规律可以为该结构的低噪声设计提供有益参考。 展开更多

关键词 层合阻尼板 分层理论 三维弹性理论 声学无限元 振声特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

船体梁刚度对波激振动影响的比较研究 被引量：4

18

作者 汪雪良 顾学康 胡嘉骏 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2016年第5期55-62,77,共9页

船舶大型化发展的趋势使得其尺度越来越大,而结构轻量化设计的需求则使高强度钢被大量应用于其结构设计之中,相对于传统的小尺度船舶,相对刚度的下降使得船体梁变得越来越"软",这将导致大型船舶在波浪中航行时船体结构波激振... 船舶大型化发展的趋势使得其尺度越来越大,而结构轻量化设计的需求则使高强度钢被大量应用于其结构设计之中,相对于传统的小尺度船舶,相对刚度的下降使得船体梁变得越来越"软",这将导致大型船舶在波浪中航行时船体结构波激振动特性发生变化。采用模型试验和理论预报的方法,研究某大型工程船在不同船体梁刚度下的低频和高频垂向波浪载荷响应。分段试验模型采用2种横剖面惯性矩的钢质梁,用以分别模拟船舶横剖面原始的和变化后的刚度。采用三维水弹性理论对该船在波浪中的响应进行预报,并与模型试验结果进行比较。结果显示:小刚度的船体梁更易在波浪中发生波激振动;频繁的波激振动将导致结构发生严重的疲劳损伤问题。这种刚度变化对船体梁波激振动的影响规律表明,有必要将刚度作为大型船舶结构优化设计的重要参数之一。 展开更多

关键词 船体梁 刚度 波激振动 模型试验 三维水弹性理论

在线阅读 下载PDF 职称材料