基于吊索力显式计算原理的悬索桥成桥平衡态确定高效迭代算法

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作者 朱伟华 黄练 +1 位作者 颜东煌 黄国平 《计算力学学报》 北大核心 2025年第6期967-973,共7页

提出悬索桥成桥状态的无应力构形高效算法。首先,将悬索桥结构划分为加劲梁、主缆等主要受力构件,并利用对称性原理对中跨主缆结构进行划分。其次,基于加劲梁受弯线性叠加原理,通过刚性支承连续梁法构建加劲梁位形计算的线性方程组。随... 提出悬索桥成桥状态的无应力构形高效算法。首先,将悬索桥结构划分为加劲梁、主缆等主要受力构件,并利用对称性原理对中跨主缆结构进行划分。其次,基于加劲梁受弯线性叠加原理,通过刚性支承连续梁法构建加劲梁位形计算的线性方程组。随后,运用线性代数理论求解该线性方程组,并利用线性算法显式求解悬索桥成桥吊索的索力。接着,利用悬链线方程理论构建主缆位形方程,显式求解主缆索段的无应力构形。根据力学平衡条件,确定悬索桥成桥的目标函数,并根据弹性悬链线理论构建迭代切线刚度矩阵。最后,通过迭代求解目标函数的主缆无应力构形,实现利用两者混合悬链线理论求解悬索桥成桥平衡状态的计算方法。结果表明,本文算法计算的成桥吊索力与有限元模型之间的最大差值不超过20 N;在三种算法中,中跨始端IP点处的水平缆力及竖向缆力计算数据基本一致,计算差值控制在3.0 kN以内;中跨无应力计算长度的最大差值为6.6 mm,而成桥主缆线形的最大差值为0.7 mm。揭示了悬链线方程理论与弹性悬链线理论在求解悬索桥成桥主缆几何非线性方面的一致性。 展开更多

关键词 悬索桥 成桥平衡状态 主缆找形 混合悬链线理论 吊索力显式计算

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末端带有刚体的旋转梁运动稳定性分析 被引量：5

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作者 赵婕 于开平 学忠 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期606-613,共8页

在对含有柔性元件的复杂航天器进行稳定性等动力学行为的分析中,通常采用的离散化方法,可能会导致"动力刚化"等现象.将梁作为带分布参数的子系统(无限自由度)分析,基于Rumyancev定理,通过计算系统相对势能泛函的一阶变分得到... 在对含有柔性元件的复杂航天器进行稳定性等动力学行为的分析中,通常采用的离散化方法,可能会导致"动力刚化"等现象.将梁作为带分布参数的子系统(无限自由度)分析,基于Rumyancev定理,通过计算系统相对势能泛函的一阶变分得到了系统的定常运动,把系统定常运动稳定性的分析归结为系统变势能泛函存在孤立极小值的问题.在分析中不需要建立系统的运动微分方程,简化了建模过程,由系统相对势能泛函的二阶变分的正定性得到了使系统定常运动稳定的充分条件,同时这个条件是使用基于李雅普诺夫直接法思想分析运动稳定性问题得到的最为广泛的充分条件. 展开更多

关键词 刚柔耦合 定常运动 稳定性 变势能泛函 分布参数

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用弹性力学方法研究平夹支圆板的稳定问题 被引量：2

3

作者 何福保 侯宇 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1995年第3期254-258,共5页

本文用数学弹性稳定理论导出图板弹性稳定问题的基本方程．对于平夹支圆板，由Ｈ变换给出位移及其偏导数的级数式，直接求得问题的解析解．数值计算的结果表明，弹性力学方法求得的薄圆板临界载荷低于经典板理论的结果，而这两种理论所... 本文用数学弹性稳定理论导出图板弹性稳定问题的基本方程．对于平夹支圆板，由Ｈ变换给出位移及其偏导数的级数式，直接求得问题的解析解．数值计算的结果表明，弹性力学方法求得的薄圆板临界载荷低于经典板理论的结果，而这两种理论所反应的临界载荷与板的厚径比、泊松比之间的变化关系也略有不同． 展开更多

关键词 圆板 屈曲 弹性稳定 H变换 弹性力学

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圆柱浮体的平衡姿态及其稳定性 被引量：8

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作者 尤明庆 《力学与实践》 北大核心 2018年第6期676-682,共7页

浮心相当于浮体的支承点,其位置随物体的姿态而变化;物体稳定平衡时重心与浮心的距离达到极小。圆柱浮体有2～5个平衡位置,其中相间的1～2个稳定,其姿态与比重和长径比相关,在系统参数变化时可能突变。

关键词 浮体 平衡姿态 圆柱 浮心 分岔 突变

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端部切向载荷作用下的压杆失稳分析及其应用 被引量：3

5

作者 尤明庆 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2019年第1期160-166,共7页

细直杆件在压应力作用下会产生横向屈曲即失稳.直杆撞击刚性平面或拉断卸载后将形成压缩波,因承载压缩载荷的长度增加可以引起失稳.冲击速度转换的压应力沿着杆件切线方向,该处弯矩和剪力为零;而众多文献设定的失稳段固支边界条件并不准... 细直杆件在压应力作用下会产生横向屈曲即失稳.直杆撞击刚性平面或拉断卸载后将形成压缩波,因承载压缩载荷的长度增加可以引起失稳.冲击速度转换的压应力沿着杆件切线方向,该处弯矩和剪力为零;而众多文献设定的失稳段固支边界条件并不准确.基于精确的杆件变形曲率方程得到端部载荷指向杆件中固定点时的受压失稳条件,得到其极限状态即载荷沿杆端切向作用时失稳长度相当于两端简支的1.5倍.对于钢丝绳拉断形成的冲击失稳,载荷恒定而长度增加,可以产生高阶屈曲即在侧向出现多次曲折,并基于尼龙-橡胶带的模拟试验给出了定性说明. 展开更多

关键词 压杆失稳 冲击载荷 拉伸断裂 边界条件 切向载荷 钢丝绳

原文传递

有底圆筒的浮态研究 被引量：1

6

作者 尤明庆 《力学与实践》 北大核心 2019年第1期45-51,共7页

有底圆筒的浮态分析可参照实心圆柱体进行,但需要考虑顶面进水条件。圆筒内盛水或倒扣在水中时可在轴线竖直姿态稳定平衡,随内部水量减少,平衡位置将发生杈式分岔而倾斜平衡,水量再稍有减少即会倾倒。以直圆筒玻璃杯为目标,给出了相关... 有底圆筒的浮态分析可参照实心圆柱体进行,但需要考虑顶面进水条件。圆筒内盛水或倒扣在水中时可在轴线竖直姿态稳定平衡,随内部水量减少,平衡位置将发生杈式分岔而倾斜平衡,水量再稍有减少即会倾倒。以直圆筒玻璃杯为目标,给出了相关公式的计算结果以及各种浮态的照片。 展开更多

关键词 浮态 圆筒 空气 浮心 分岔

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水中竖蛋与拉格朗日定理 被引量：1

7

作者 刘延柱 《力学与实践》 北大核心 2014年第4期420-421,402,共3页

鸡蛋在液体中的平衡稳定性问题可作为应用拉格朗日定理判断保守系统稳定性的有趣例子.分析表明,当液体比重超过某个临界值时,鸡蛋可在液体中实现竖直状态的稳定平衡.讨论鸡蛋平衡位置数目与稳定性随液体比重变化的静态分岔问题.

关键词 保守系统 运动稳定性 拉格朗日定理 静态分岔

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悬点振动单摆运动的计算机模拟

8

作者 汪金山 《黄冈师专学报》 1999年第3期39-42,45,共5页

根据角速度和角加速度的定义,给出了处理非线性微分方程的基本算法,用计算机形象直观地模拟了悬点振动单摆的运动。

关键词 悬点振动单摆 角速度 角加速度 非线性微分方程 解析解 平衡位置 稳定性 计算机模拟

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单轴双向加载分离式霍普金森压杆的数据处理方法 被引量：12

9

作者 聂海亮 石霄鹏 +1 位作者 陈春杨 李玉龙 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期517-524,共8页

本文中提出单轴双向加载分离式霍普金森压杆(bidirectional-load split Hopkinson compression bar,BSHCB),即在传统的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)的基础上增加另一个对称的入射波,两边的入射波同时且对称... 本文中提出单轴双向加载分离式霍普金森压杆(bidirectional-load split Hopkinson compression bar,BSHCB),即在传统的分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)的基础上增加另一个对称的入射波,两边的入射波同时且对称地对试样进行动态加载。根据一维应力波传播理论,推导出单轴双向加载分离式霍普金森杆的数据处理公式。通过数值模拟分析发现,所推导的数据处理公式可以用于计算单轴双向加载实验中试样的工程应力、工程应变和工程应变率。此外,单轴双向对称加载不仅可缩短试样内部应力均匀化的过程,而且可以提高试样应变率。 展开更多

关键词 单轴双向加载 霍普金森压杆 应力均匀性 应变率 数据处理

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平面系统零解的单侧稳定性及渐近稳定性

10

作者 曾广钊 《韶关学院学报》 2003年第3期18-19,共2页

针对Liapunov稳定性定理中要求在平衡原点某邻域内满足一定的条件 ,考虑到平面系统的平衡点可以只在通过它的一对解的一侧讨论 ,经过一些条件的修改 ,得出了平衡点的单侧稳定性和渐近稳定性的判定定理 。

关键词 V函数 单侧稳定性 单侧渐近稳定性

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具有采样反馈的力控制系统稳定性 被引量：7

11

作者 王在华 胡海岩 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1372-1381,共10页

基于计算机的数字采样控制对离散信号进行运算并向作动器提供控制输入,是当前的主流控制技术.数字采样控制系统是这样一类控制系统,其控制对象由微分方程(组)描述,而控制律由离散采样信号给出.以采样PD(proportional-derivative)反馈作... 基于计算机的数字采样控制对离散信号进行运算并向作动器提供控制输入,是当前的主流控制技术.数字采样控制系统是这样一类控制系统,其控制对象由微分方程(组)描述,而控制律由离散采样信号给出.以采样PD(proportional-derivative)反馈作用下的单自由度力控制系统为例,基于离散系统的稳定性分析方法,研究采样控制律对控制系统稳定性的影响.为了突出采样反馈的作用,将系统取为无刚度、无阻尼的最简单形式.不同于已有研究假设位移采样信号与速度采样信号相互同步,本文研究当位移采样信号与速度采样信号不同步时受控系统的稳定性,发现位移采样信号与速度采样信号的采样周期不同组合对受控系统在增益平面上的稳定性区域有重要影响.结果表明,对所关心的三种数字采样反馈控制律,当位移采样信号滞后于速度采样信号一个采样周期时,受控系统具有最大的稳定性区域且对相同的增益值可以有最好的稳定效果.论文对这种现象进行分析,给出了一种力学解释. 展开更多

关键词 数字控制 采样反馈 时滞反馈 稳定性

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广义Birkhoff自治系统的平衡稳定性 被引量：2

12

作者 徐振铎 刘尔烈 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1999年第5期531-534,共4页

研究广义Ｂｉｒｋｈｏｆ自治系统的平衡稳定性问题·首先建立了广义Ｂｉｒｋｈｏｆ自治系统的平衡方程，然后研究平衡状态稳定性的一次近似方法和直接法。

关键词 广义 BIRKHOFF系统 平衡状态 稳定性 自治系统

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横向力作用下悬臂梁固定端应力分布研究 被引量：2

13

作者 郭翠云 王昊 朱炳麒 《计算力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期397-402,共6页

在弹性力学Hamilton体系中,利用解析法,考虑圣维南原理所覆盖的解,对横向力作用下悬臂梁固定端应力分布问题进行研究,并对计算结果进行分析。研究结果表明,辛体系解析法采用对偶的二类变量求解,能很好地处理各种复杂边界条件,并且对此... 在弹性力学Hamilton体系中,利用解析法,考虑圣维南原理所覆盖的解,对横向力作用下悬臂梁固定端应力分布问题进行研究,并对计算结果进行分析。研究结果表明,辛体系解析法采用对偶的二类变量求解,能很好地处理各种复杂边界条件,并且对此类问题的分析具有优越性,计算精度较高。该方法对其他边界问题的研究也具有指导意义。 展开更多

关键词 HAMILTON体系 悬臂梁 横向力 固定端 应力分布

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刚体稳定平衡条件的变分求法

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作者 谭青云 《益阳师专学报》 1993年第5期64-67,共4页

本文用变分的方法求解刚体稳定平衡的条件——临界值,给出了两种基本方法,并举例说明其应用。

关键词 变分原理 监界值 稳定平衡 刚体

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分析单自由度保守系统平衡稳定性的另一种方法 被引量：1

15

作者 沈桂荣 《力学与实践》 CSCD 北大核心 1991年第1期69-70,48,共3页

通常,保守系统平衡稳定性的判定,是通过计算势能来获得的.可是在某些问题中,将系统的势能表示成广义坐标的函数比较困难.在这种情况下,我们可以借助于下面的结论,作为平衡稳定性的判别准则.如果一个单自由度保守系统。

关键词 单自由度 保守系统 平衡稳定性

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浮体平衡稳定性的研究和应用 被引量：8

16

作者 岳曾元 《力学与实践》 北大核心 2020年第1期1-12,共12页

本文研究了几种简单的浮体和船体模型的稳定性,并对船体模型能承受的最大外力矩作了分析和计算,然后将这些分析和计算方法推广到任意形状的实际船体。这对船舶设计提供了一定的参考。本文对浮体稳定平衡的6种判据作了比较,指出各自的优... 本文研究了几种简单的浮体和船体模型的稳定性,并对船体模型能承受的最大外力矩作了分析和计算,然后将这些分析和计算方法推广到任意形状的实际船体。这对船舶设计提供了一定的参考。本文对浮体稳定平衡的6种判据作了比较,指出各自的优点和局限性,以及相互关系。这对澄清有关的基本概念,改进该领域的教学和研究,会有所助益。 展开更多

关键词 浮体 船舶设计 稳定性 最大允许外力矩

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自行车脚蹬曲柄合理形状

17

作者 程瑶 崔红杰 《鞍山科技大学学报》 CAS 2000年第2期103-105,共3页

自行车脚蹬曲柄在自由状态时 ,曲柄处于随遇平衡 ,产生人机干扰 .为避免此种状态的出现 ,可改变整体曲柄重心 。

关键词 自行车 脚蹬曲柄 稳定平衡

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时滞作用下非线性热声系统稳定性分析

18

作者 张冬 黄勇 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2018年第17期2032-2035,共4页

本文建立了具有2个自由度的时滞热声系统的动力学模型,采用MATLAB的DDE-BIFTOOL程序包对系统进行动力学仿真,得到系统动力学行为随参数的变化趋势,并利用四阶龙格库塔法进行验证,分析比较各系统参数对时滞热声系统的稳定性的影响。

关键词 时滞热声系统 DDE-BIFTOOL 龙格库塔 稳定性

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系统偏离平衡位置的运动

19

作者 邰持明 《宝鸡文理学院学报（自然科学版）》 CAS 1996年第4期87-89,共3页

当系统偏离平衡位置时，对可能发生的三种现象进行讨论。现用势能和微分的概念进行分析，再引入一些常见的自然现象实例去说明。

关键词 偏离 平衡位置 稳定性 势能 保守力 运动

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悬点振动单摆平衡位置的稳定性 被引量：1

20

作者 汪金山 《大学物理》 北大核心 1993年第8期29-30,共2页

本文讨论在有阻尼的一般情况下。

关键词 数学摆 平衡 稳定性 阻尼

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