桿動力屈曲的有限差分法研究和計算機仿真.pdf

1、桿作為工程中最常用的基本元件，應(yīng)用遍及工程機械、航天航空、汽車、基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域。其動力屈曲一直受到研究者的青睞，但因研究的材料、方法、角度等不同，所以其研究結(jié)果也不盡相同?；诖?，本文應(yīng)用有限差分法和計算機模擬對桿的動力屈曲做進一步的研究，具體工作如下：
　　1.簡述了國內(nèi)外關(guān)于桿動力屈曲的研究歷程、現(xiàn)狀，簡述了有限差分法的原理和性質(zhì)。
　　2.用一階剪切理論，考慮應(yīng)力波效應(yīng)，根據(jù)Hamilton原理導(dǎo)出含初始缺陷、橫向慣性

2、、軸向慣性的彈性桿的動力屈曲控制方程。
　　3.計及軸向慣性和橫向慣性，應(yīng)用有限差分法求解桿的動力屈曲控制方程，得到了桿屈曲的模態(tài)、臨界載荷和臨界時間等值；數(shù)值結(jié)果表明應(yīng)力波的傳播對屈曲有巨大影響，動力屈曲與臨界時間以及軸向沖擊速度大小有關(guān)，臨界時間越長、軸向沖擊速度越大，高階模態(tài)更容易被激發(fā)，波峰、波谷最大值也在增大；當(dāng)沖擊速度增大到一定值時，半波長趨于穩(wěn)定。受沖端為夾支較簡支更能抵抗屈曲；且彈性桿差分解的結(jié)果與解析解的結(jié)果基本

3、吻合。
　　4.采用一階剪切理論，考慮應(yīng)力波效應(yīng)，根據(jù)Hamilton原理導(dǎo)出應(yīng)力波反射前復(fù)合材料梁動力屈曲的控制方程，計及軸向慣性和橫向慣性，應(yīng)用有限差分法求解，結(jié)果表明應(yīng)力波的傳播對屈曲有巨大影響，復(fù)合材料桿差分解的結(jié)果與解析解的結(jié)果基本吻合。隨著鋪層角度的增大，導(dǎo)致拉伸剛度減小，波峰、波谷最大值增大、最大半波長減小，應(yīng)力波波速減小。
　　5.用ABAQUS軟件對受階躍載荷和脈沖載荷作用的彈性桿，在兩種不同的邊界條件下的