梁—柱结构的瞬态波扩展及内撞击的研究
【摘要】：结构碰撞问题，在实际工程中经常可以遇到，是十分重要的工程结构动态强度问题。多次内撞击会造成结构的疲劳破坏，零部件的磨损，振动和噪声等。因此，研究结构多次撞击问题具有重要的理论和工程应用价值。
本文利用瞬态波函数的特征函数展开法推导出了单柱结构、单梁结构和梁—柱结构瞬态波传播的理论公式。通过数值计算，得出了比较理想的结果，验证了应力边界条件，对Eringen和Suhubi的方法作出了合理的修正，并指出在工程振动分析应加以注意的问题。
本文针对工程中阀门与阀座的撞击问题，建立了解决此问题的力学模型，即Bernoulli-Euler梁和弹性柱的碰撞模型。通过对材料不同的梁和柱多次内撞击的理论分析和数值计算，给出了完整的梁—柱结构多次内撞击的理论和数值分析方法。由计算得出的位移、质点速度、界面压力函数等可以看出，本文给出的理论和数值分析方法是实用和可靠的。
【关键词】：柱 梁 碰撞 瞬态波 【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：O347.4
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2002.052972
【目录】：
- 符号索引8-11
- 1 引言11-16
- 1．1 工程背景11-12
- 1．2 梁柱应力波的研究进展12-13
- 1．2．1 应力波的历史12
- 1．2．2 梁、柱中的应力波12-13
- 1．3 梁柱结构碰撞问题的研究进展13-15
- 1．3．1 结构碰撞13-14
- 1．3．2 梁、柱撞击的研究现状14-15
- 1．4 本文的主要工作15-16
- 2 柱端受冲击载荷作用时的瞬态波函数解16-24
- 2．1 基本方程16-17
- 2．2 动态解17-19
- 2．2．1 特征函数展开法17
- 2．2．2 特征函数17-18
- 2．2．3 时间函数18-19
- 2．2．4 轴向应力和质点速度19
- 2．3 两种常用载荷作用下柱的轴向位移19-23
- 2．3．1 阶跃冲击压力作用下19-20
- 2．3．2 周期激励下的强迫振动20-23
- 2．4 结论23-24
- 3 梁端受冲击载荷作用时的瞬态波函数解24-33
- 3．1 基本方程24-25
- 3．2 动态解25-27
- 3．2．1 频率方程25
- 3．2．2 特征函数及相关系数25-26
- 3．2．3 时间函数26
- 3．2．4 质点速度、弯矩和剪力26-27
- 3．3 两种常用载荷作用下梁的位移27-32
- 3．3．1 阶跃冲击载荷作用下27-30
- 3．3．2 周期激励载荷作用下30-32
- 3．4 结论32-33
- 4 梁—柱结构受冲击载荷作用时的瞬态波函数解33-49
- 4．1 基本方程33-34
- 4．2 特征函数展开34-37
- 4．2．1 频率方程34-35
- 4．2．2 正交性条件35-36
- 4．2．3 特征函数及相关系数36-37
- 4．3 静态位移37
- 4．4 时间函数37-39
- 4．5 两种载荷作用下柱和梁的位移39-48
- 4．5．1 阶跃冲击载荷作用下39-44
- 4．5．2 周期激励载荷作用下44-48
- 4．6 结论48-49
- 5 梁—柱结构多次内撞击的理论分析49-62
- 5．1 碰撞和分离的条件49-50
- 5．2 多次内撞击的分析方法50-56
- 5．2．1 分离过程50-53
- 5．2．2 撞击过程53-56
- 5．3 数值计算56-61
- 5．4 结论61-62
- 6 结论与展望62-64
- 6．1 结论62
- 6．2 展望62-64
- 致谢64-65
- 参考文献65-70
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