应用数学和力学

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2002年第23卷第12期

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论文

压电材料中两平行对称可导通裂纹断裂性能分析

周振功, 王彪

2002, 23(12): 1211-1219.

摘要(2411) PDF(721)

摘要:
采用Schmidt研究了压电材料中对称平行的双可导通裂纹的断裂性能,利用富里叶变换使问题的求解转换为求解两对以裂纹面位移之差为未知变量的对偶积分方程,并采用Schmidt方法来对这两对对偶积分程进行数值求解。结果表明应力强度因子和电位移强度因子与裂纹的几何尺寸有关。与不可导通裂纹有关结果相比,可导通裂纹的电位移强度因子远小于相应问题不可导通裂纹的电位移强度因子。

具有周期输入Hopfield型神经网络的全局渐近性质

向兰, 周进, 刘曾荣, 孙姝

2002, 23(12): 1220-1226.

摘要(2470) PDF(755)

摘要:
在不假定非线性激励函数有界和可微的条件下,应用Mawhin的重合度理论及Liapunov函数法给出一类具有周期输入的Hopfield型神经网络存在周期解及其全局指数稳定的充分条件。

旋转壳在子午面内整体弯曲的几何非线性摄动有限元法及在波纹管计算中的应用(Ⅰ)

朱卫平, 黄黔

2002, 23(12): 1227-1240.

摘要(2442) PDF(609)

摘要:
为切实有效地计算波纹管,建立了旋转壳在子午面内整体弯曲几何非线性问题的摄动有限元法。以结构环向应变的均方根为摄动小参数,将有限元节点位移列式和节点力列式直接展开。通过摄动小参数将非线性有限元的载荷分级和迭代过程有机地统一起来,即载荷的分级是有约束的,每一级载荷增量和所对应的位移增量之间的关系是已知的,每一级的计算一步到位。为叙述方便并具实用性,将旋转壳用截锥壳单元进行离散。位移分量和载荷分量沿环向按Fourier级数展开,沿子午线用多项式插值,端面弯矩和横向力化成载荷分量离散到节点上。采用Sanders中小转角非线性几何方程和各向同性广义Hooke定律。对多层材料叠合而成的旋转壳按各层薄膜应变、弯曲应变、扭转应变相等的原则进行处理,该方法能方便有效地计算单层和多层波纹管整体纯弯曲、横向弯曲的几何非线性问题。并为有限元处理非线性问题提供了一条新途径。

旋转壳在子午面内整体弯曲的几何非线性摄动有限元法及在波纹管计算中的应用(Ⅱ)

朱卫平, 黄黔

2002, 23(12): 1241-1254.

摘要(2332) PDF(621)

摘要:
利用(Ⅰ)提出的旋转壳在子午面内整体弯曲的几何非线性摄动有限元法分析了波纹管在纯弯矩、横向力作用下的刚度和应力分布。首先,将其中的一阶摄动解(线性解)和作者曾经提出的中细环壳一般解、初参数积分解进行了比较,以及与他人的实验、有限元分析进行了比较,表明本法具有良好的精度和可靠性,且如(Ⅰ)所指出的那样,波纹管子午线曲率的突变不妨碍一般直线单元的应用。然后,讨论了波纹管的非线性特征,结果显示,波纹管的非线性效应主要来自其环板,而且环板愈宽非线性效应愈大,例如,C型波纹管相当于环板宽度为零的U型波纹管,因而其非线性效应几乎可以忽略不计。此外,在纯弯矩作用下,依线性解波纹管各个波的应力分布是相同的,而依非线解各个波的应力分布是不相同的,但对于常见的波纹管,在工程精度内线性解是有效的。

一种古代的中国算法:盈不足术与牛顿迭代算法的比较

何吉欢

2002, 23(12): 1255-1260.

摘要(2417) PDF(1145)

摘要:
详细讨论了大约在公元前二世纪广泛流行的一种中国算法,这种算法在西方被称作为双假设法。强调指出双假设法是中国算法的一种译版。首次给出了中国算法与牛顿迭代算法之间的联系,如果引入了导数的概念,中国算法可以非常方便地转化为牛顿迭代算法。提出了一种改进的中国算法,并给出中国算法在非线性振动方程中的应用。

大位移Timoshenko转轴三维耦合动力学分析

朱怀亮

2002, 23(12): 1261-1268.

摘要(1847) PDF(718)

摘要:
对于高速柔性转轴,综合考虑滑移、弯曲、剪切变形、旋转惯性、陀螺效应和动不平衡等因素,运用Timoshenko旋转梁理论,给出弹性体空间运动的一般性描述,通过Hamilton原理建立弯曲-扭转-轴向三维耦合非线性动力学方程,应用参数摄动方法和假设振型方法进行化简,并用数值模拟分析了轴向刚性滑移、剪切变形、截面尺寸和转速等因素对转轴动力学响应的影响。

中立型泛函微分方程周期解问题

鲁世平, 葛渭高

2002, 23(12): 1269-1275.

摘要(2272) PDF(907)

摘要:
利用Fourier级数理论研究了一类k-阶线性中立型泛函微分方程周期解问题,给出了周期解存在唯一性的充要条件。利用此结果并结合Schauder不动点原理,进一步研究了一类k-阶非线性中立型泛函微分方程,得到了存在周期解的新的结果。这些结果改进和推广了近期文献中的已有结论。

流动环境中高浓度射流扩散实验研究

张燕, 王道增, 樊靖郁

2002, 23(12): 1276-1282.

摘要(2020) PDF(615)

摘要:
通过流动显示和定量测量对浅水流动环境条件下,高浓度流体垂体向抛射入水后形成的射流运动扩散及浓度分布特征进行了水槽实验研究。实验分析了射流入水后与环境水流条件的相互作用,通过数据分析给出了射流中心线着底点与横向扩散角的拟合公式。实验结果表明高浓度射流在近区呈现出不同于一般淹没射流的复杂流动形态及扩散特征,以异重流的形式向下游推移。

面向对象有限元分析程序设计及其VC++实现

马永其, 冯伟

2002, 23(12): 1283-1288.

摘要(2214) PDF(835)

摘要:
采用面向对象的方法确定了有限元分析过程的对象、对象间的关系及类库,并使用VC++语言,利用其MFC类库实现了有限元分析类库及相应窗口图形化界面的程序体序。程序系统具有良好的可靠性,可再用性和可扩充性。为进一步开发大型、通用、功能性强的面向对象的有限元分析软件提供参考。

Benson真有效意义下向量集值优化的广义Fritz John条件

盛宝怀, 刘三阳

2002, 23(12): 1289-1295.

摘要(2529) PDF(847)

摘要:
引入了一种有关集值映射的切导数和强、弱*伪凸的概念。借助凸集分离定理及锥分离定理建立了Benson真有效意义下向量集值优化导数型的FritzJohn最优性条件,并对条件的充分性进行了讨论。当特殊到单值映射时这些最优性条件与经典的结果完全吻合。

某些半线性椭圆方程在环域上的正对径解的存在性

姚庆六, 马勤生

2002, 23(12): 1296-1300.

摘要(2098) PDF(668)

摘要:
利用锥拉伸与锥压缩型的Krasnosel'skii不动点定理讨论了某些二阶非线性椭圆方程在环域上关于Dirichlet边界条件的正对径解的存在性。通过考察非线性项在有界闭区间上的性质建立了若干正对径解的存在性结论。主要结论不涉及非线性项的超线性增长和次线性增长。当非线性项存在极值并满足适当条件时,主要结论是非常有效的。

带变号系数的经典Gelfand模型的正解

姚庆六

2002, 23(12): 1301-1306.

摘要(2350) PDF(657)

摘要:
考察了经典Gelfand模型的正解的存在与迭代,其中非线性项的系数允许在[0,1]中改变符号。利用单调迭代方法得到了一个正解存在定理,给出了相应的迭代程序和收敛速度。由于这个迭代程序是从零函数开始的,因此它是简单、可行并且有效的。

可变形孔隙介质中热、水耦合力学问题的代数多格子分析方法

王希诚, 葛增杰, 吴宏宇

2002, 23(12): 1307-1313.

摘要(2556) PDF(578)

摘要:
研究了孔隙介质中包括热和质量传递的全耦合多相流问题的代数多格子分析方法。数学模型包括质量、线性矩、能量平衡方程和本构方程,以位移、毛细压力、汽压和温度为基本变量,模型中采用了考虑毛细压力关系的修正有效应力概念,并考虑相变、热传导、对流和潜热交换(汽化-冷凝),气相是由易混合的干空气和水蒸气组成,视为理想气体。考题显示出较高的计算效率。

关于Ishikawa迭代程序稳定性的注释

薛志群, 田虹

2002, 23(12): 1314-1318.

摘要(2348) PDF(697)

摘要:
在实一致光滑Banach空间中,研究了一类具有值域有界、连续强伪压缩算子和连续强增生算子的Ishikawa迭代程序的稳定性;给出了迭代程序中参数所满足的条件,并证明了迭代过程的收敛性。所得结果改进和扩展近期相关结果,为进一步讨论带误差迭代程序的收敛性提供理论依据。