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轴向加速度运动弦线横向振动的数值计算方法

机械强度 2004年第1期26卷 16-19页

作者：周洪刚朱凌郭乙木浙江大学固体力学研究所杭州310027

讨论轴向加速度运动弦线横向振动的数学模型、数值计算方法等问题。基于Coriolis加速度和Lagrangian应力公式 ,利用Newton第二定律导出轴向加速度运动弦线横向振动的动力学模型 ;通过线性变换将方程化为一阶无量纲的非线性微分方程组 ;... 详细信息

讨论轴向加速度运动弦线横向振动的数学模型、数值计算方法等问题。基于Coriolis加速度和Lagrangian应力公式 ,利用Newton第二定律导出轴向加速度运动弦线横向振动的动力学模型 ;通过线性变换将方程化为一阶无量纲的非线性微分方程组 ;并利用Crank Nicoson的中点离散技巧 ,给出运动方程的单步二阶差分方法 ;算法把对运动方程和本构方程分别离散 ,使之可以用于不同本构的运动弦线的数值仿真。且方法对线性问题绝对稳定 ,对非线性问题也有较好的稳定性。作为应用实例 ,利用该方法对一类加速度运动弦线的横向振动进行数值仿真 ,利用弹性弦线的守衡公式检验数值结果的精度 ,并利用给出的数值方法分析速度、加速度。

关键词：轴向加速度运动弦线横向振动数值仿真 Crank-Nicoson公式数学模型

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镍单晶纳米丝单向拉伸的分子动力学模拟

浙江大学学报（工学版） 2005年第8期39卷 1265-1268页

作者：陶伟明黄丹郭乙木楼铁炯浙江大学力学系固体力学研究所浙江杭州310027

应用分子动力学方法模拟了金属镍单晶纳米丝在无热激活状态下的轴向拉伸变形过程,得出纳米尺度下单晶镍丝的应力应变演化关系、能量和原子构型变化以及损伤初始化与扩展过程.通过与宏观拉伸过程的比较,模拟结果表明表面原子使纳米丝在... 详细信息

应用分子动力学方法模拟了金属镍单晶纳米丝在无热激活状态下的轴向拉伸变形过程,得出纳米尺度下单晶镍丝的应力应变演化关系、能量和原子构型变化以及损伤初始化与扩展过程.通过与宏观拉伸过程的比较,模拟结果表明表面原子使纳米丝在无外荷载作用时存在系统初始应力,自由表面张力的作用使纳米丝横截面上存在与轴向应力变化趋势一致的正交等值应力,自由表面发射位错和滑移并形成堆垛层错和原子台阶导致纳米丝变形;表面原子偏离理想位置形成的空穴和孔洞及其连接是纳米丝损伤破坏过程的几何特征.模拟获得镍单晶纳米丝的断裂强度为22.96GPa.

关键词：镍拉伸分子动力学镶嵌原子法

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预应力混凝土平面杆系结构的有限元方法

计算力学学报 2005年第6期22卷 801-804页

作者：楼铁炯项贻强郭乙木浙江大学交通工程研究所浙江杭州310027 浙江大学固体力学研究所浙江杭州310027

建立了基于有限元方法的考虑材料和几何非线性的任意截面预应力混凝土平面杆系结构的数值分析模型,可用于模拟预应力混凝土大跨度梁、单向偏压细长柱等的非线性全过程结构响应。引入修正的R odriguez截面模型确定截面切线刚度,其中混凝... 详细信息

建立了基于有限元方法的考虑材料和几何非线性的任意截面预应力混凝土平面杆系结构的数值分析模型,可用于模拟预应力混凝土大跨度梁、单向偏压细长柱等的非线性全过程结构响应。引入修正的R odriguez截面模型确定截面切线刚度,其中混凝土的贡献通过截面边界顶点定义的梯形单元来实现;在此基础上利用传统的平面非线性杆单元导出了标准有限元公式。通过两个算例验证了该模型的可靠性和适用性。

关键词：预应力混凝土杆系结构非线性有限元方法

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双向偏压钢筋混凝土柱的有限元分析模型

浙江大学学报（工学版） 2005年第8期39卷 1202-1205页

作者：楼铁炯项贻强郭乙木浙江大学交通工程研究所浙江杭州310027 浙江大学固体力学研究所浙江杭州310027

为实现钢筋混凝土柱的高效精确分析,建立了基于纤维积分法的可用于任意截面双向偏压钢筋混凝土柱材料和几何非线性分析的有限元模型.基于混凝土和钢筋的非线性应力-应变关系,引入Rodriguez截面分析模型,按边界顶点把混凝土截面划分成若... 详细信息

为实现钢筋混凝土柱的高效精确分析,建立了基于纤维积分法的可用于任意截面双向偏压钢筋混凝土柱材料和几何非线性分析的有限元模型.基于混凝土和钢筋的非线性应力-应变关系,引入Rodriguez截面分析模型,按边界顶点把混凝土截面划分成若干个梯形单元,通过对纤维直接积分导出截面切线刚度矩阵,并基于空间非线性杆单元理论建立标准有限元公式.利用该分析模型对双向偏心受压钢筋混凝土试验柱进行极限承载力分析计算,结果表明所提出的有限元模型具有较高的计算精度;通过采用纤维积分法来替代传统的截面分块或分条法,显著提高了计算效率.

关键词：钢筋混凝土柱有限元非线性分析极限承载力

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复合材料夹层板面芯二维分层屈曲研究

复合材料学报 1997年第4期14卷 101-107页

作者：徐永锋张志民王俊奎北京航空航天大学固体力学所

本文建立了一个分析复合材料夹层板面芯椭圆分层屈曲的二维弹性基础模型；并找到了一个能很好地反映分层屈曲变形特征的位移表达式。通过应用瑞利—里兹能量法得到了分层的临界屈曲载荷和有效边界刚性系数Ｃ′。本文发现，经典的薄膜分... 详细信息

本文建立了一个分析复合材料夹层板面芯椭圆分层屈曲的二维弹性基础模型；并找到了一个能很好地反映分层屈曲变形特征的位移表达式。通过应用瑞利—里兹能量法得到了分层的临界屈曲载荷和有效边界刚性系数Ｃ′。本文发现，经典的薄膜分层模型不能反映夹层板芯子对面芯分层的横向弹性支持作用，只能给出面芯分层屈曲的上临界载荷。本文还得到了一些分层参数与有效边界刚性系数Ｃ′的关系。

关键词：复合材料夹层板面芯分层屈曲弹性基础

基于新型协同转动六节点三边形壳单元的多体动力学计算理论

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计算力学学报 2025年

作者：孙文浩李忠学浙江大学建筑工程学院

基于新型协同转动六节点三边形壳单元理论以及能量动量守恒算法，发展了一种针对光滑壳结构的非线性多体动力学计算理论。在协同转动框架中，将局部坐标系固结于单元，跟随单元一同进行刚体位移（包括平动和转动）。在由整体节点变量计... 详细信息

基于新型协同转动六节点三边形壳单元理论以及能量动量守恒算法，发展了一种针对光滑壳结构的非线性多体动力学计算理论。在协同转动框架中，将局部坐标系固结于单元，跟随单元一同进行刚体位移（包括平动和转动）。在由整体节点变量计算局部节点变量时，对单元的刚体转动进行扣除，在计算由局部坐标系到整体坐标系的转换矩阵时，再对刚体转动进行考虑，通过这种处理，可以将原本仅适用于小变形问题的线性单元应用于大变形问题的求解。在单元中引入了可以直接进行叠加更新的矢量型转动变量，能够通过能量泛函对节点变量的二阶偏微分求得单元切线刚度矩阵，且偏微分的次序可以互换，因而在局部及整体坐标系下均得到了对称的单元切线刚度矩阵。最后，对几个板壳算例进行了分析，并将结果与其他学者的实验数据进行对比，检验了该计算理论的计算精度、可靠性及数值稳定性。

关键词：多体动力学三边形壳单元矢量型转动变量协同转动法能量动量守恒算法

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人体冲撞耐受性分析中的数值模型

航空学报 2008年第2期29卷 373-378页

作者：余新刚刘华杨嘉陵北京航空航天大学固体力学研究所北京航空航天大学固体力学研究所北京100083

对人体在驾驶椅上臀部和头部受冲击载荷作用时的动力响应做了有限元计算分析,工况参照直升机垂直坠毁过程的人员生存性评估标准,材料选用可描述人体生物本构特性的参数,载荷分为定速垂直冲撞型和外力作用型,包括:阶跃载荷、矩形脉冲载... 详细信息

对人体在驾驶椅上臀部和头部受冲击载荷作用时的动力响应做了有限元计算分析,工况参照直升机垂直坠毁过程的人员生存性评估标准,材料选用可描述人体生物本构特性的参数,载荷分为定速垂直冲撞型和外力作用型,包括:阶跃载荷、矩形脉冲载荷和三角形脉冲载荷。结果显示,对于各种工况,颈部均出现较高应力,为危险区域。对于头部受不同形式冲击载荷作用的情况,颅骨的动力响应基本保持一致,说明颅骨的响应对载荷形状不敏感。

关键词：耐受性弹塑性动力响应人体防护

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二维功能梯度壁板热颤振本征问题的精确解

北京航空航天大学学报 2021年第10期47卷 2097-2104页

作者：代林桐邢誉峰北京航空航天大学固体力学所北京100083

为了得到二维功能梯度壁板热颤振的精确解并揭示颤振机理,根据经典薄板理论及一阶活塞理论,建立了超声速气流下二维功能梯度壁板的本征控制微分方程并求得了精确解,根据得到的本征根对颤振机理进行了分析。针对功能梯度材料(FGM)的不同... 详细信息

为了得到二维功能梯度壁板热颤振的精确解并揭示颤振机理,根据经典薄板理论及一阶活塞理论,建立了超声速气流下二维功能梯度壁板的本征控制微分方程并求得了精确解,根据得到的本征根对颤振机理进行了分析。针对功能梯度材料(FGM)的不同体积分数,分别研究了壁板在恒温场及非线性温度场下的颤振边界随马赫数的变化规律,并比较了2种温度场下的结果。通过分析简支、固支及其组合边界情况下的壁板颤振特性,从数学角度发现颤振现象的发生是由于挠度的一阶导数导致刚度非对称,且功能梯度材料能够有效提高热环境下壁板的颤振边界,同时利用ABAQUS软件对功能梯度壁板的振动特性进行了模拟,进一步验证了所提方法的有效性。

关键词：超声速功能梯度材料(FGM) 热颤振本征根精确解

基于FDTD方法研究重力作用下瑞利波传播特性

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北京航空航天大学学报 2015年第7期41卷 1239-1245页

作者：刘宁李敏孙杰北京航空航天大学固体力学所北京100191

瑞利波(R波)在地质勘探和无损检测等许多领域都得到了广泛的关注和应用,重力作用对其的影响不可避免.基于前人提出的重力作用下的R波波速函数,进一步分析了不同弹性参数下重力对于该波速的影响,给出了近似波速函数的适用范围;采用时域... 详细信息

瑞利波(R波)在地质勘探和无损检测等许多领域都得到了广泛的关注和应用,重力作用对其的影响不可避免.基于前人提出的重力作用下的R波波速函数,进一步分析了不同弹性参数下重力对于该波速的影响,给出了近似波速函数的适用范围;采用时域有限差分(FDTD)方法、交错网格离散格式及扩展边界条件,模拟了微分高斯脉冲(DGP)激励下,准半空间体各向同性线弹性介质中的波传播问题,得到了更接近理论结果的波速值,同时进一步分析了重力对时域和频域响应等方面的影响.通过分析得到,为了更为准确地预测实验结果,有必要在模拟中加入重力作用.

关键词：瑞利波时域有限差分方法重力影响微分高斯脉冲载荷扩展边界条件