大型起重机械的拉杆设计

随着起重机械的大型化，由于拉杆自重弯曲而引起的应力十分可观，对之至今尚无恰当的计算方法。本文通过建立拉杆挠曲线微分方程并求解，得出考虑拉力对挠曲影响的设计方法。文中还给出数表，便于实际应用。     

内圆外方向轴传输线特性阻抗的直线法计算

本文采用偏微分方程数值解法中的直线法，将圆柱坐标系（ｒ，φ，ｚ）中的偏微分方程沿一维（φ）离散化，从而化为对于另一维变量（ｒ）的常微分方程组，在离散化过程中引入了截断误差Ｏ（ｈ）的高精度差分格式，编制了标准Ｆｏｒｔｒａｎ程序计算内圆外方同轴传输线的特性阻抗，计算结果与文献中的数据相吻合。     

钽薄壁管焊接成形前期开口间隙场计算的有限元模型

为了控制钽薄壁管焊接成形的质量，进行钽薄壁管开口间隙场计算模型的研究。借助有限元方法、薄壳理论以及平板弯曲理沦，得到整体单元的刚度矩阵，建立了钽薄壁管开口间隙场计算的有限元模型。该模型精确描述了钽薄壁管焊前成形开口间隙的形状．利用该模型可以系统地研究钽薄壁管焊前成形的过程，为正确地选择成形工艺参数提供了理论依据。试验表明，理论计算与实测结果吻合得较好。     

CFRP补强(加固)钢筋混凝土开孔平板的试验研究

研究了体外粘贴碳纤维增强复合材料CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)加固钢筋混凝土开孔平板的受力性能,通过5块开孔平板的加固试验,从破坏形态、开裂荷载、极限荷载和弯曲变形等方面分析构件的加固效果,研究粘贴层数、开孔尺寸和开孔位置等因素对构件加固效果的影响。试验结果表明,经外贴CFRP加固后,钢筋混凝土开孔平板的极限承载力、弯曲变形能力均得到明显提高,构件的抗裂性能也有一定程度的提高。     

非缓坡非均匀流场中多向不规则波传播数学模型的建立

根据线性波动的叠加原理和波浪方向谱理论,在文献[1]的非缓坡非均匀流场的规则波基本方程的基础上,推导出了非缓坡非均匀流场中的多向不规则波传播变形的偏微分方程,并使用有限差分方法建立了数学模型。该模型避开了求解波动势函数的困难,直接求解波动能量的空间分布,可采用简单的有限差分数值方法求解,对空间步长没有限制,适合非缓坡复杂地形及存在流场的情况下大面积波浪场(波高和波向)的计算。     

计算梁弯曲变形的位移合成法

位移合成法是指由梁弯曲变形的近似微分方程导出梁截面间转角及挠度的关系，并利用这种关系来计算截面位移的一种计算方法，这种方法与各种材料力学教科书中所提出的方法都有所不同。它利用弯矩图使得计算更为方便，实用。     

拖曳系统静态构型的快速算法

该文针对拖曳系统匀速运动的特点 ,提出了一种可快速确定系统参数的计算方法 :在拖曳系统静态构型计算过程中 ,略去时间对运动的影响 ,将偏微分方程转化为常微分方程 ,对常微分方程作差分运算 ,可转化为非线性方程。从而避免了繁琐的积分运算 ,提高运算的效率。利用这种算法于初步设计阶段快速确定系统的参数 ,以能满足系统设计要求。     

船舶板格与板架的弹塑性屈曲

本文把平板与板、杆组合结构以正交异性矩形平板单元离散。应用能量原理建立了非线性时平板结构的分岐屈曲特征值方程。 在对平板结构作弹塑性屈曲解析时引入了“层板子单元”模型,使平板弯曲的弹塑性解析简化为二维的平面应力状态的层板子单元弹塑性计算。 在求解弹塑性屈曲的特征方程时,本文把求取最小广义特征值的逆迭代法与弹塑性非线性方程解的载荷增量切线模量法结合起来,得到夕Pi(载荷系)-λi,min(最小特征值)的相关曲线λ(P)。当λ(P)=1时的载荷系P_(cr),即为平板结构的屈曲临界载荷系。 本文最后给出了计算实例,并与相应的经典解和试验结果作了比较,证明有良好精度和适用性。     

利用微气泡层减少平板阻力的边界层模型计算

以流体中光滑平板为例，建立微气泡层覆盖平板的气液简单边界层模型，采用平板层流理论，对给定的一系列气泡喷射速度参数和流体特性参数计算了微气泡状态下平板的摩擦阻力，结果显示微气泡对平板有明显减阻效果；最后给出了气体边界层的速度分布和剪切应力分布。     

软土路基Burger蠕变模型分析

软土变形的时效特性会使修建在软土地基上的建构筑物产生不可忽视的工后沉降,因此揭示软土固结蠕变的规律,对软土地基上的工程有着重要意义。本文针对Burger粘弹塑本构模型,建立了土体固结蠕变的基本微分方程,并结合固结蠕变试验资料,运用FLAC的有限差分模式进行数值分析,并用实地监测数据和蠕变经验公式对分析结果进行了验证。     

弯曲河道护岸受力分析的水动力学方法

在弯曲河道的水流计算模拟中，用加权的质量集中有限元方法，建立了二维弯曲河道水流数学模型，模拟了黎河中下游弯曲河段在输水流量的流动形态，与实测水位，流速，流量资料相比完全吻合，提出弯曲河道护岸在水动力作用下的受力分析方法。     

高阶线性微分方程的直接积分

对高阶常系数线性微分方程求解，本文采用了不同于一般教科书上的传统方法，如特征方程法，待定系数法，也不同于算子法，而是给出高阶常系数线性微分方程的直接积分公式。利用直接积分公式可直接得到非齐次方程的通解，利用直接积分法确定齐次通解，实际上可以成为特征方程法的理论依据。对于高阶变系数线性微分方程，如果能实现对线性微分算子的因式分解，则可能通过解联立的一阶线性微分方程组对原方程的解建立直接积分公式。     

波纹夹层板固有频率的一阶Zig-Zag理论计算方法

在波纹夹层板微振动时,认为面板不仅承受弯曲作用,还承受剪切作用;心层承受剪切作用,同时仅承受波纹母线方向的弯曲作用。在夹层板的上下面板和心层分别应用一阶Zig-Zag理论,根据波纹心层的具体形状,列出夹层板的几何方程。通过Hamilton原理,建立夹层板的微振动微分方程。根据边界条件,用双傅里叶级数的方法求解方程,确定特征值,求得夹层板的振动频率。经过算例验证,该方法计算的前8阶固有频率与有限元法或其他文献结果相吻合。     

单曲率船体外板电磁感应加热弯曲成型工艺规划

以18.000 mm厚的船用AH36钢板为研究对象，开展电磁感应加热弯曲成型试验并测量板材的瞬态温度，采用手持式三维扫描仪获取板材点云数据，利用后处理软件得到板材面外弯曲变形云图。基于热-弹-塑性有限元分析，模拟板材电磁感应加热弯曲成型过程，温度和面外弯曲变形计算结果与测量数据较吻合，验证建立的数值模型的准确性。基于高通量的有限元分析，建立热源移动速度与横向弯曲角度的数学关系。针对单曲率板材，提出内接折线法和外切折线法拟合板材弯曲形状，给出相应的板材加热线位置和热源移动速度等工艺参数，进行热-弹-塑性有限元分析。计算结果表明，由提出的两种方法得到的面外弯曲变形均与目标曲率板的弯曲形状相吻合，证明内接折线法和外切折线法应用于实际工程的可行性。     

非对称梁强度近似计算方法

船舶结构中,弯扭变形对于承受横向荷重的非对称梁强度影响往往不能忽略。本文引用扭转时腹板与壳板产生弯曲变形以及弯心位于壳板平面内的假定,应用薄壁杆件理论求得剪心、扇性面积和翼板惯性矩,以及翼板位移的近似式,将翼板当作弹性基础梁,立出翼板的微分方程,推导出在横向荷重作用下腹板与平板斜交的非对称梁强度近似计算方法。从试验和计算的结果可见,弯扭变形对强度影响很大,由此变形所引起的附加应力约为一般弯曲应力的30～120％。计算结果与计算结果基本一致,表明计算方法基本可靠。最后对结构型式提出建议。     

物体在浮体上的纵向运动引起的浮体垂向运动

基于切片法建立物体在静水中浮体上纵向运动时浮体的水动力特征及运动微分方程。物体对浮体的垂向作用力考虑为瞬时压力，采用4阶龙格库塔法求解浮体运动微分方程，并将计算值与试验数据进行比较。     

水火弯板帆形板成形参数的确定

本文主要在平板成形参数确定的基础上,进一步对帆形板加工的焰道间距、加热次数、加热方向、焰道长度、不同曲率对收边弯曲的影响等诸参数作一定量确定。     

Alford力作用下计及叶片振动的转子-轴承系统动力学特性分析

为了分析非线性耦合因素与叶片振动对转子-轴承系统动力学特性影响,文章将叶片模化为悬臂梁结构并利用假设模态法离散简化,建立了阿尔福德(Alford)力作用下计及叶片弯曲振动的系统动力学模型。采用Runge-Kutta法对非线性振动微分方程进行数值求解,通过系统响应的分岔图、时间历程图与频谱图、轴心轨迹图、Poincaré映射图和相图研究了叶片弯曲变形以及Alford力对系统的非线性动力学行为的影响。结果表明:叶片振动使系统的不稳定区域提前,转子发生混沌运动的转速范围增大;叶尖气隙引起的Alford力使系统的运动状态变得更为复杂,油膜非线性更加明显。     

钽薄壁管焊接成形前期开口间隙场计算的有限元模型

为了控制钽薄壁管焊接成形的质量,进行钽薄壁管开口间隙场计算模型的研究.借助有限元方法、薄壳理论以及平板弯曲理论,得到整体单元的刚度矩阵,建立了钽薄壁管开口间隙场计算的有限元模型.该模型精确描述了钽薄壁管焊前成形开口间隙的形状,利用该模型可以系统地研究钽薄壁管焊前成形的过程,为正确地选择成形工艺参数提供了理论依据.试验表明,理论计算与实测结果吻合得较好.     

悬索桥静态弯曲力学性质的理论及实验比较研究

本文对单跨悬索桥在集中荷载、均布荷载作用下的静态弯曲力学性质进行解析理论、有限元计算和实验的比较研究。通过实验测量不同工况下的桥面挠度。论文使用Galerkin法求解了描述悬索桥的竖向弯曲运动的线性微分方程,得到静力作用下的近似解析解。之后,对比研究了有限元数值模拟、实验和近似解析解的数据。结果显示,近似解析解在整体趋势上和实验以及有限元的结果一致。