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1.
《东南大学学报》2019,(4)
基于非局部应变梯度理论,研究了轴向功能梯度Bernoulli-Euler微梁在集中载荷和分布载荷作用下的弯曲行为.轴向功能梯度微梁的材料参数沿轴向连续变化.基于最小势能原理,推导了微梁的运动方程以及相应的经典和非经典边界条件,并利用Galerkin加权余量法和归一化技术对控制微分方程进行了求解.在非局部应变梯度理论、非局部弹性理论、应变梯度理论和经典弹性理论的框架下,对受正弦分布荷载作用的轴向功能梯度微梁的横向变形进行了比较.结果表明,微梁的弯曲柔度随材料长度尺度参数与梁高比值的增大而减小,但随材料非局部参数的增大而增大,功能梯度参数对控制微梁挠度具有重要作用.该工作可为相关领域内轴向功能梯度微梁的设计和分析提供理论依据和技术参考. 相似文献
2.
基于势能驻值原理和广义坐标法原理推导出考虑截面畸变效应的梁单元刚度矩阵.根据此梁单元刚度矩阵,编制了计算薄壁钢箱梁结构的有限元程序,且此程序可以考虑截面畸变效应和扭转效应.运用自编程序,分析横隔板间距对薄壁钢箱梁受力性能的影响.通过数值计算,得出布置横隔板对畸变正应力的影响最大,对弯曲正应力的影响很小.畸变荷载作用下,只有当横隔板布置间距小到一定数值时,薄壁箱梁的畸变正应力才会减小.最后,引入畸变翘曲影响系数γ,简化了薄壁箱形梁纵向正应力的计算方法.当横隔板布置间距L与薄壁箱梁横截面最大尺寸H的比值小于2时,畸变翘曲影响系数γ趋于1,表明薄壁箱形梁的畸变正应力趋于零,可以忽略畸变效应的影响. 相似文献
3.
采用偶应力理论对单层压电悬臂梁式微执行器在强外加电场作用下的非线性静态特征进行了研究.悬臂式执行器包括压电层、被动（弹性）层和2个电极层.首先,采用瑞利-里兹方法分析了在强外加电场作用下由于压电层电致伸缩效应引起的执行器非线性静态特性.其次,由于悬臂执行器的厚度在μm量级,存在变形尺度效应,采用偶应力理论对变形的尺度效应进行了分析.分析结果表明：悬臂执行器的非线性随着外加电场强度的增大而增大,当外加电场很大时,出现刚度软化现象;而且,执行器被动层和压电层厚度比的最优值不是通常采用的1.0.在微尺度下,由于微梁变形存在尺度效应,该厚度比的最优值应比1.0大. 相似文献
4.
在利用正应力公式Ｖ＝Ｍ计算梁的正应力时要综合考虑梁的材料性质－－即塑性还是脆性，一些脆性材料它们的抗拉强度和抗压强度不一样；梁的截面形状－有些截面它们的中性轴到截面受拉、夺的两边缘距离不相等；梁的最大弯矩值的符号－在梁的全长范围内，最大正弯矩和最大负弯矩的绝对值不相等。 相似文献
5.
建立了一种基于广义梁理论(GBT)的非线性显式动力梁有限元模型,该模型可用于等截面薄壁钢构件的冲击响应模拟.考虑冲击加载时的应变率强化及绝热升温引起的热软化效应,当前模型采用了一种修正的Cowper-Symonds率相关本构模型.用GBT截面变形模态构建单元截面位移场,因此新模型可考虑构件截面的畸变、屈曲及任意的翘曲剪切等局部效应.此外,用三次非均匀B样条基函数拟合各个GBT截面变形模态的幅值函数.用Kirchhoff薄板假设构造弯曲相关位移场.用Green-Lagrange应变张量和PK2应力分别描述材料点的应变和应力,假设各材料点处于平面应力状态.为了验证所提模型的有效性,给出了3组薄壁构件的冲击分析算例,将当前模型的结果和壳有限元(Ls-Dyna)分析结果进行了对比,结果表明:当前模型和壳有限元模型的位移解和应力解具有等效精度,但所提模型的计算效率更高,并具备更好的结构明晰性. 相似文献
6.
为了研究预应力对截面不对称开口薄壁连续梁空间受力的影响,以某单侧悬挑人行道的不对称截面槽形混凝土连续梁为依托,采用有限元软件ANSYS建立实体模型,分析计算仅考虑自重荷载及考虑不同布束方式的预应力荷载作用时,槽形梁剪力滞效应及横向受力情况。通过对比分析可以发现:自重作用下槽形梁剪力滞效应明显且两侧受力不平衡,预应力荷载对剪力滞效应有明显平抑作用,将靠近人行道侧腹板增加5%预应力,改善行车道板两侧受力不均衡情况;在腹板及行车道板处布置横向预应力能有效调整截面横向受力情况,但人行道部分仍为受拉应力,将横向预应力延伸到人行道后结构整体受力安全,故建议在人行道布置横向预应力。 相似文献
7.
应用线弹性微结构理论和黏弹性理论,讨论了带孔隙损伤的黏弹性材料压力容器问题.所得的解是准静态的.应力的解和线弹性的压力容器的应力解相同,位移场和损伤场与带孔隙损伤的线弹性材料压力容器问题的位移场和损伤场相似. 相似文献
8.
对比了现行的铁路和公路桥梁规范,总结了两种规范中承载能力安全储备的确定方法和设计表达式。定义弯矩和荷载两个指标,计算了截面尺寸、钢筋布置相同,材料属性不同的简支梁承载力安全储备。结果表明,与采用极限状态法的公路桥梁规范相比,采用容许应力法的铁路桥梁规范,其安全储备偏于保守。 相似文献
9.
马丽芳 《兰州石化职业技术学院学报》2014,(2):28-31
为了以最少的原材料满足结构强度、刚度要求,通过Pro/E行为建模技术,对受均布载荷变截面矩形悬臂梁进行等强度分析设计。为了说明等强度设计理念的实施效果,通过3个总体尺寸一样,局部结构尺寸不同的模型进行分析比较,根据应力云图上不同截面位置的应力分布情况,选择使矩形截面梁的体积在强度允许范围内达到最小、材料最省的梁结构,避免材料的浪费,具有工程的实用价值。 相似文献
10.
陈耀庚 《咸阳师范学院学报》2010,25(4)
基于功能梯度材料和均匀弹性材料本构方程,探讨了含裂纹半无限大功能梯度材料与均匀弹性材料粘接的接触问题.通过借助Fourier变换技术,将所要研究的问题转换为关于未知位错密度函数的奇异积分方程,并把位错密度函数表示为Chebyshev多项式,最终将奇异积分方程转换为线性代数方程组进行配点数值求解.数值结果以图表的形式显示非均匀参数、裂纹几何性对裂纹尖端应力强度因子的影响. 相似文献
11.
基于Euler梁变形理论,建立功能梯度材料细长梁静力弯曲的控制方程,假设功能梯度材料性质只沿梁厚度方向变化,且服从幂函数规律.通过理论分析和比较,寻找均匀梁和非均匀梁的控制方程的相似性,将功能梯度材料细长梁的弯曲求解转化为均匀梁的弯曲求解与相似转换系数的计算,从而为功能梯度Euler梁的弯曲分析提供便捷的途径. 相似文献
12.
在求解梁的位移时,通常忽略剪力对梁变形的影响.文章通过推导得到了等截面悬臂梁受均布荷载作用时位移的精确解,并通过算例说明当梁的剪切刚度较小时,忽略剪力对梁变形的影响将导致较大的误差. 相似文献
13.
14.
基于Reddy三阶剪切变形理论,研究了功能梯度材料梁的线性弯曲问题,假设功能梯度材料性质只沿梁厚度方向变化,且服从幂函数规律,推导了问题的控制方程,考虑固支边界条件,并选用合适的计算结构,用微分求积法对其进行数值求解.利用数值结果考察了材料的梯度性质,载荷条件、细长比等对梁弯曲行为的影响.结果表明:相同条件下,FGM梁的挠度介于纯金属和纯陶瓷之间,并且随着梯度参数的增加,挠度在减小;随着FGM梁的细长比的增大,梁中心挠度迅速减小. 相似文献
15.
工程力学教学要注重训练学生的发散思维和收敛思维,进一步增强学生的创新意识和创新能力:设计均布荷载作用梁时,从梁的支承形式、截面形状、材料等作为"发散点",启发学生寻求多种解法,进行比较、筛选、论证,得出现条件下解决问题的最佳方案. 相似文献
16.
功能梯度材料是一种新型的非均匀材料，因为其材料常数是连续变化的，其力学基本方程和一般的弹性材料不同，断裂问题的求解也比一般弹性材料要复杂的多。结合弹性材料Ⅰ型裂纹问题的求解，采用指数模型，研究了功能梯度材料平面Ⅰ型裂纹尖端应力场，首先引人应力函数，将平面Ⅰ型裂纹问题转化为四阶常系数偏微分方程，然后给出问题的精确解答，讨论了梯度系数和应力强度因子的关系。 相似文献
17.
基于"性能驱动设计"的理念,提出始于前舱布置空间,终于吸能盒等主要截面优化设计的一整套的设计思路方法。首先,根据前舱布置空间、吸能及力传递路径,建立车体双梯度波形矩阵,并结合乘员约束系统仿真,优化出最优车体双梯度波形;其次,根据车体双梯度波形,得出前舱各个部分吸能、以及吸能盒和纵梁等主要截面的截面力设计目标;然后,根据截面力设计目标,对主要截面进行材料、形状、厚度、形貌优化,最终形成车体初步尺寸,同时形成截面数据库,后续车型可以从数据库中对比并选取相关截面,为截面设计提供参考和指导。 相似文献
18.
当压弯构件没有设置侧向支撑时,在外荷载尚未达到平面内弯曲失稳的临界荷载之前,就可能导致压弯构件发生空间的弯扭失稳,也称平面外弯扭屈曲。当构件长细比较大时,有可能在弹性阶段失稳,在长细比较小等情况下也有可能在弹塑性阶段失稳。采用如下假设进行分析:构件为弹性体;发生弯曲与扭转变形时,截面的形状不变;弯曲与扭转变形微小;构件是无缺陷的等截面直杆;在弯矩作用平面内抗弯刚度很大,屈曲前平面内的弯曲变形对弯扭屈曲的影响可以忽略。 相似文献
19.
《东南大学学报》2015,(3)
为了探究沥青混合料的应力依赖性质,分别在不同应力状态及荷载频率下对一组AC-20试件进行了动态模量试验.开发了一个包含应力依赖本构模型的用户自定义材料子程序并利用有限元模拟证实了其有效性.建立了一个典型路面结构的三维有限元模型,将沥青面层视为应力依赖性材料,而其他结构层为线弹性材料.对路面模型施加周期性荷载,并计算得到路面响应,包括动态模量的分布、路表弯沉、沥青面层的剪应力及拉应变等.试验结果及有限元模型预测值均表明了沥青混凝土的动态模量对应力状态及荷载频率具有敏感性.与线弹性模型相比,使用非线性应力依赖模型得到的预测路面响应更大;应力依赖性对路面响应的影响随着荷载频率的减小变得更加显著. 相似文献
20.
研究了热机荷载作用下含功能梯度材料涂层的裂纹弹性底层条问题,提出一些新的边界条件,假设裂纹面上的温度降低是由通过裂纹的控制热传导的因子造成,利用傅里叶积分变换,将热弹性混合边值问题转化为一组奇异积分方程,奇异积分方程组可以利用Chebyshev多项式逼近方法近似求解.给出了温度、位移场和热应力强度因子的数值计算方法.通过算例分析了不同几何参数下裂纹表面标准温度的分布,并讨论了裂纹位置和热弹性非均匀参数对Ⅰ、Ⅱ型裂纹尖端标准热应力强度因子的影响.结果表明:弹性底层厚度不变时,梯度涂层厚度对裂纹表面的温度分布有重要的影响;梯度涂层厚度的变化对底层的裂纹有重要的影响.研究结果有助于对梯度涂层结构热机行为的理解. 相似文献