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横观各向同性压电矩形薄板的非线性振动 总被引:4,自引:0,他引:4
由于压电材料在航空航天轻形结构动力控制中的广泛应用,压电结构的非线性机理成为工程界急需解决的问题。为了拓广压电结构的理论基础,本文对于横观各向同性压电矩形薄板,给出了大挠度条件下的应变位移关系,利用Hamilton原理导出了压电矩形簿板的非线性振动方程,并用双重Fourier级数展开和Galerkin方法获得四边简支压电矩开薄板非线性自由振动的解析解,分析了材料参数和几何参数对振动特性的影响。 相似文献
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朱金福 《南京航空航天大学学报》1993,(2)
本文首先给出复合材料夹层圆柱壳大挠度问题的一般方程,然后在轴对称变形条件下进行简化,得到轴对称变形的非线性方程。在此基础上用摄动法,给出了复合材料夹层圆柱壳轴压轴对称屈曲方程,该方程与齐次边界条件一起构成分析轴对称失稳的特征值问题。通过详细分析得到了该特征值问题的解,无量纲的轴压临界值表达成无量纲的抗弯刚度参数,夹芯抗剪刚度参数和Badtoff几何参数的简单函数。通过这些无量纲参数,轴压临界值实际上是复合材料工程弹性常数,夹心横向剪切模量,各层纤维铺设角,铺层数,夹心相对于表层的厚度和圆柱壳参考中面几何尺寸的函数。 相似文献
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旋翼异形桨叶大变形气弹动力学分析与试验研究 总被引:2,自引:0,他引:2
采用大变形梁理论建立一种旋翼桨叶气弹动力学分析方法,桨叶应变能分析分解为一维非线性分析和二维剖面特性分析,将应变能方程中的广义应变用桨叶参考轴线处弹性运动表示,保留所有非线性项,推导出的桨叶大变形应变能公式在气弹分析中使用更为方便.集成惯性力与气动力计算模型形成气弹分析方法.异形桨叶模态试验的计算结果与试验测试结果以及国外大变形梁试验结果的比较,验证了本文结构模型的正确性.计算了旋翼的气弹稳定性,研究了异形桨叶几何参数对旋翼桨叶气弹稳定性的影响,计算结果表明了分析方法的有效性,分析精度得以明显提高. 相似文献
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本文按照折合弯曲刚度理论,导出了矩形板单元的刚度矩阵。该单元考虑了横向剪切变形,每个节点具有三个自由度,适用于各向同性材料,正交异性材料和复合材料层状板(包括薄板和中等厚度板)的有限元分析,同时还导出了一致的几何刚度矩阵,可用于板的线性稳定性分析。文中给出了一些算例,计算结果表明,该单元不但节点自由度少,公式简单,而且还保证了一定的精度。 相似文献
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纤维增强复合材料层合结构的非线性热稳定性分析 总被引:1,自引:0,他引:1
考虑到纤维增强复合材料的弹性常数和热应变随温度变化的非线性关系,推导出复合材料层合结构在热载荷作用下大挠度的有限元列式和几何非线性屈曲分析的理论表达式,利用局部线性化,得到了既考虑几何非线性又考虑热非线性的屈曲方程,本文提出了一种实现双重非线性问题的计算方法,使该问题的工程计算成为可能。 相似文献
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复杂几何体注塑制品翘曲变形模拟仿真 总被引:1,自引:1,他引:0
注塑成型制品的翘曲变形作为评定制品质量的重要指标之一,其研究有着重要的应用价值。为提高具有复杂几何形状的塑件翘曲变形预测精度,对聚丙烯基热塑性弹性体(Thermal plastic olefin, TPO)分别进行了拉伸加载-卸载实验、压力-体积-温度(Pressure-volume-temperature, PVT)实验、复杂注塑制品翘曲变形的测量和数值模拟。材
料的PVT曲线显示冷却过程中材料的热膨胀系数会发生非线性变化。拉伸应力应变曲线表明,材料未表现出明显的屈服,应变速率越大则弹性模量就越大,而在卸载时弹性模量小于初始弹性模量,并随总应变极限的增加而减小。修正Chaboche粘塑性模型并将其应用于高分子复合材料,对各温度和应变速率下的应力应变曲线进行拟合获得本构方程参数,编写子程序UMAT并嵌入到TPO复杂注塑制品的翘曲变形有限元模型中,所得模拟结果不仅能成功预测试样取样位置上翘曲变形的趋势,还能够发现在套筒位置和加强筋处的过度收缩。 相似文献
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针对高体积含量的颗粒增强复合材料,提出了一种细观结构模型:将颗粒简化为同质、同尺寸的弹性圆球,两颗粒之间的连接基本简化为一弹塑性短圆柱体,并假设细观应力、应变和塑性区均为轴对称分布。其体和颗粒的变形行为分别简化为类似于弹性地基和弹性半空是,以此为基础,建立了反映一对颗粒法向和切向变形协调关系的两个积分方程。数值求解这两个方程,可得到一对颗粒间基体中细观应力的分布形式,从而建立颗粒对的细观弹塑性本构,采用平均化方法,进一步推导出材料宏观的应力-应变关系。本文利用该模型对一种金属基复合材料的拉伸实验进行了模拟,理论预测与实验结果吻合较。 相似文献
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双曲面壳(Doubly curved shell,DCS)是工程领域中常见的结构形式.在热环境中,DCS的振动特性将受到热效应的影响,但对DCS在热环境中振动特性的研究相对有限.本文研究了由温度变化引起的热应变和杨氏模量的变化,系统地建立了DCS能量方程.使用谱几何方法构造了DCS的位移容限函数,使用瑞利?里兹法求解了... 相似文献
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本文研究在扩展光照明下双光栅的相互作用,将光栅间的相互作用作为光栅对光栅的成像过程,基于非相干成像理论导出了成像条件,分析了成像特性。这种光栅成像可作为是对Lau效应的进一步扩展。本文进而研究了这种原理在位移测量中的应用,导出基于这种光栅成像原理的光栅位移传感器的莫尔条纹方程,并对位移传感器进行了实验。结果表明,这种光栅位移传感器具有结构简单,无需采用准直光源照明,并且能在大光栅间隙下工作的特点。 相似文献
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大变形条件下机翼法向载荷的随动加载技术 总被引:2,自引:0,他引:2
在静强度试验中大展弦比机翼的变形量会随加载级数的增加而增大,机翼法向载荷方向也会随之发生变化。为提高机翼在大变形条件下法向载荷加载的准确性,本文以机翼为研究对象,考虑其非线性变形的特点,提出了一种随动加载技术,即随着机翼的变形,作用在机翼上的法向载荷作动筒的方向也随之调整变化,保证机翼所受载荷始终沿法向,同时设计了验证试验进行验证。试验结果表明,该随动加载技术可用于大变形机翼法向载荷加载,为机翼静强度试验加载提供了一种新的方法。 相似文献
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纺织复合材料的细观力学分析通常以胞元模型为基础,胞元边界条件的合理施加是获得精确分析结果的关键之一。本文以平面机织复合材料为例,讨论了细观胞元的选取和周期边界条件的施加方法,在此基础上建立了二维细观有限元模型,通过与全厚度模型分析结果的比较,研究了周期胞元模型的合理性,特别是边界效应和局部损伤等非周期因素对分析结果的影响,给出了这些因素下胞元边界条件的处理方法。 相似文献
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MRTD方法的色散特性分析和电磁散射应用 总被引:1,自引:0,他引:1
将基于Daubechies尺度函数的时域多分辨(Multiresolution time-domain,MRTD)方法应用于三维目标的电磁散射和雷达目标特性分析中,并对其Courant稳定性条件和色散特性进行了分析.在入射波引入方面,提出应用总场/散射场技术,在连接边界周围定义一些"修正区域",并推导出一系列"修正区域"内的迭代公式,把入射场作为"连接边界条件"引入到计算区域.理论分析和实验结果表明,基于Daubechies尺度函数的MRTD方法和入射波引入方法是有效的,且与传统的FDTD方法相比,MRTD方法在保持计算精度的前提下能够节省计算资源. 相似文献
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以中国西北地区已建成的210m世界最高冷却塔为例,采用风洞试验和CFD数值模拟两种方法,获得了考虑复杂山体(海拔接近冷却塔喉部高度,且距离塔体很近)双塔布置冷却塔表面流场信息和压力分布模式。在此基础上,对比分析考虑复杂山体和建筑干扰时冷却塔表面最大负压、基于极值负风压的干扰系数和平均风压分布特性,并针对最不利工况进行复杂山体和塔群之间的风致干扰机理研究。研究表明:采用风洞试验和数值模拟两种方法得到的冷却塔基于极值负风压的干扰系数分布规律一致,两者最大值相差8%;复杂山体对冷却塔群来流湍流和表面风压分布模式的影响显著,同时受到冷却塔和干扰建筑物之间"夹道效应"的影响,最不利工况下冷却塔基于极值负风压的干扰系数可达1.586,远大于没有复杂山体时的工程常见干扰系数。 相似文献
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钛合金缺口试样拉伸破坏载荷预测 总被引:1,自引:0,他引:1
针对航空发动机轮盘常用钛合金材料,开展了常温和高温下光滑和缺口试样的拉伸变形和断裂行为试验研究,建立了其大变形本构模型。基于该本构模型,利用大变形有限元分析,计算获得缺口试样的载荷-位移曲线。将该曲线最高点对应的载荷确定为试样的拉伸破坏载荷,并与试验进行对比。结果表明理论预测与试验吻合较好,从而验证了所提出的拉伸破坏载荷预测方法的有效性。 相似文献