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Size-dependent behaviors of viscoelastic axially functionally graded Timoshenko micro-beam considering Poisson effects 认领 引用 被引量：1
1
作者 Zhou Bo Zheng Xueyao +1 位作者 Kang Zetian Xue Shifeng 《Journal of Southeast University(English Edition)》 EI CAS 2020年第2期170-180,共11页
A size-dependent continuum-based model is developed for the functionally graded(FG)Timoshenko micro-beams with viscoelastic properties,in which material parameters vary according to the power law along its axial direc... A size-dependent continuum-based model is developed for the functionally graded(FG)Timoshenko micro-beams with viscoelastic properties,in which material parameters vary according to the power law along its axial direction.The size effect is incorporated by employing the modified couple stress theory and Kelvin-Voigt viscoelastic model,so that viscous components are included in the stress and the deviatoric segments of the symmetric couple stress tensors.The components of strain,curvature,stress and couple stress are formulated by combining them with the Timoshenko beam theory.Based on the Hamilton principle,the governing differential equations and boundary conditions for the micro-beam are expressed with arbitrary beam section shape and arbitrary type of loads.The size effect,FG effect,Poisson effect,and the influence of the beam section shape on the mechanical behaviors of viscoelastic FG micro-beams are investigated by taking the simply supported micro-beam subjected to point load as an example.Results show that the size effect on deflection,normal stress and couple stress are obvious when the size of the micro-beam is small enough,and the FG effects are obvious when the size of the micro-beam is large enough.Moreover,the Poisson ratio influences the size effect significantly and the beam section shape is also an important factor influencing the mechanical behavior of the micro-beam. 展开更多
关键词 viscoelastic functionally graded micro-beam size-dependent behaviors size effect functionally graded effect Poisson effect space
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基于Timoshenko变截面渐变梁的厚硬顶板动力灾害研究 认领 引用
2
作者 于斌 尚子榆 +3 位作者 牟志杰 王希廷 李勇 邰阳 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第3期601-616,共16页
厚硬顶板强度高、厚度大,其周期破断集聚能量突然释放易形成矿震,进而诱发冲击矿压灾害.当前研究均将厚硬顶板看作厚度均匀的岩层,与其厚度赋存特征存在明显差异,为此,基于Timoshenko变截面渐变梁模型,建立了厚硬顶板周期破断的挠度、... 厚硬顶板强度高、厚度大,其周期破断集聚能量突然释放易形成矿震,进而诱发冲击矿压灾害.当前研究均将厚硬顶板看作厚度均匀的岩层,与其厚度赋存特征存在明显差异,为此,基于Timoshenko变截面渐变梁模型,建立了厚硬顶板周期破断的挠度、转角、弯矩、剪力及能量精确计算方法,推导了周期来压步距、弹性能密度、弹性能以及能量释放与支架冲击载荷的解析关系,系统分析了悬臂长度、上覆载荷及岩层走势对破断特征和动力灾害的影响规律.结果表明:破断力学特征方面,极限周期来压步距与岩层走势系数(k1/k2)呈Lorentzian峰函数关系,峰值出现在k1/k2=1附近,极限周期来压步距随悬臂长度呈幂函数增加趋势,随上覆载荷增加呈指数衰减趋势;而弯矩峰值随悬臂长度增加呈幂函数急剧增大趋势,随上覆载荷增加呈线性增大趋势,且弯矩峰值不受岩层走势影响.能量积聚演化方面,顶板积聚的弹性能及密度演化规律一致,均随悬臂长度和上覆载荷增大呈幂函数增大,而随岩层走势系数增大呈幂函数降低趋势.冲击致灾机制方面,液压支架冲击载荷随岩层走势亦呈Lorentzian峰函数变化,随悬臂长度增加线性增长,随上覆载荷增加呈幂函数减小趋势;各因素对冲击载荷的敏感度排序为:上覆载荷>岩层走势>悬臂长度.因此,对厚硬顶板进行预压裂时,可从走势和长度这2个方面减小厚硬顶板的尺寸,以从源头上削弱矿震能量聚集与释放强度.研究结果可为厚硬顶板工作面冲击地压精准防治提供理论依据和控制路径. 展开更多
关键词 Timoshenko梁 变截面渐变梁 厚硬顶板 动力灾害 冲击地压防治
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一种偏心移动简谐荷载下修正Timoshenko薄壁箱梁弯扭振动的解析方法 认领 引用
3
作者 蔡勇 齐晓慧 +2 位作者 张来福 谢金 曾一沛 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CSCD 北大核心 2026年第1期207-218,共12页
为研究薄壁箱梁在车辆荷载作用下的振动响应,基于Timoshenko梁理论与Vlasov薄壁梁理论提出一种新解析方法,得到求解移动简谐荷载作用下修正Timoshenko薄壁梁竖向、侧向和扭转方向振动响应的解析解。通过将本文的计算结果与有限元分析软... 为研究薄壁箱梁在车辆荷载作用下的振动响应,基于Timoshenko梁理论与Vlasov薄壁梁理论提出一种新解析方法,得到求解移动简谐荷载作用下修正Timoshenko薄壁梁竖向、侧向和扭转方向振动响应的解析解。通过将本文的计算结果与有限元分析软件的计算结果进行对比,验证所提出方法的正确性。在此基础上,进一步探究剪切转动惯量、载荷速度、载荷频率以及桥梁跨度对薄壁箱梁振动响应的影响。研究结果表明:与忽略剪切转动惯量相比,由本文方法所计算的梁跨中竖向位移精度可提高约7%;当荷载速度从10 m/s增加到40 m/s时,梁跨中最大位移的变化基本控制在5%以内;载荷速度、载荷频率以及桥梁跨度的增加不一定导致振动响应幅值增大,关键在于外部激励与结构固有频率的匹配程度。本研究可为桥梁在移动车辆荷载作用下的振动分析提供参考。 展开更多
关键词 薄壁箱梁 移动简谐荷载 修正Timoshenko薄壁梁 解析方法 剪切转动惯量
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基于改进AMDM的弹性边界变截面Timoshenko梁自由振动分析 认领 引用
4
作者 姚东辉 任勇生 张金峰 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第4期111-121,共11页
为改善Adomian修正分解法(adomian modified decomposition method,AMDM)在求解弹性边界变截面Timoshenko梁振动微分方程时的收敛性,把自适应分段技术引入AMDM的计算流程,通过使截面形状相关项的Taylor级数积分绝对误差估计符合特定阈值... 为改善Adomian修正分解法(adomian modified decomposition method,AMDM)在求解弹性边界变截面Timoshenko梁振动微分方程时的收敛性,把自适应分段技术引入AMDM的计算流程,通过使截面形状相关项的Taylor级数积分绝对误差估计符合特定阈值,自动确定具有不同形状函数幂次和锥度的变截面梁分段长度与数量.分析了锥度、跨高比、形状函数幂次以及边界支承刚度对线性、幂函数和指数函数变截面梁固有频率的影响,并探讨了影响收敛性的因素.数值仿真显示,与传统AMDM相比,计算耗时在不同情形下缩短了46%~91%.计算结果与有限元仿真相比,误差不超过0.16%,验证了本文方法的有效性和准确性.研究表明,固有频率对跨高比敏感度从大到小依次为幂函数、线性和指数函数变截面梁;边界支承刚度的强弱决定了固有频率-锥度曲线的增减趋势. 展开更多
关键词 变截面 Timoshenko梁 边界条件 改进的AMDM 形状函数 固有频率
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基于Timoshenko梁理论的的悬臂式压电俘能器模型及性能研究 认领 引用
5
作者 唐礼平 窦良玉 +1 位作者 钟琦林 唐子航 《佳木斯大学学报（自然科学版）》 CAS 2026年第3期47-51,共5页
针对带有动力放大器的的压电悬臂梁,基于Timoshenko梁的基本假设,得到了俘能器输出电压和电功率表达式。计入质量块的偏心距和转动惯量的影响,通过有限元分析前四阶压电梁的变形情况,并利用有限元放方法进行计算分析。结果表明,相同偏... 针对带有动力放大器的的压电悬臂梁,基于Timoshenko梁的基本假设,得到了俘能器输出电压和电功率表达式。计入质量块的偏心距和转动惯量的影响,通过有限元分析前四阶压电梁的变形情况,并利用有限元放方法进行计算分析。结果表明,相同偏心距对于不同质量的尖端质块的俘能器的俘能效果的效果不同;改变压电材料的类型,对俘能效果有明显的影响。 展开更多
关键词 Timoshenko梁 压电俘能器 动力放大器 压电材料
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基于Timoshenko梁模型的非对称三稳态压电能量采集器性能分析 认领 引用
6
作者 满大伟 周永杰 唐礼平 《安徽建筑大学学报》 2026年第2期28-34,共7页
本文依据Timoshenko梁理论与Lagrange变分原理,建立了一种基于五层压电悬臂叠合梁的非对称磁力式三稳态压电能量采集器的力电耦合运动方程,并采用多尺度法对该方程进行求解,获得了系统动力响应的解析表达式。通过理论方法与数值模拟的... 本文依据Timoshenko梁理论与Lagrange变分原理,建立了一种基于五层压电悬臂叠合梁的非对称磁力式三稳态压电能量采集器的力电耦合运动方程,并采用多尺度法对该方程进行求解,获得了系统动力响应的解析表达式。通过理论方法与数值模拟的对比分析,重点探讨了负载电阻、磁铁非对称间距、基层厚度配置比等参数对系统输出功率的影响。结果表明:系统输出功率随负载电阻变化呈现双峰特性;随着磁铁非对称间距d0和基层厚度配置比rs的增大,系统的峰值功率显著提高,对应的局部最优负载电阻则降低;增大d0和rs可有效拓宽系统工作频带。在高频激励下,Timoshenko梁模型计算的输出功率幅值明显高于Euler梁模型,而在低频段两者结果基本一致,且这种一致性频带范围随rs的增大而显著拓宽。通过对比解析解与数值解,验证了理论模型的准确性。 展开更多
关键词 压电能量采集器 三稳态 多尺度法 解析解 Timoshenko梁理论
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含缺陷Timoshenko微梁的自由振动分析 认领 引用
7
作者 彭斌峰 赵冰 +2 位作者 陈健 彭旭龙 龙承运 《长沙理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2026年第1期174-183,共10页
【目的】研究厚度缺陷对微梁自由振动的影响。【方法】在Timoshenko梁的刚度表达式中引入厚度缺陷分布函数,然后基于修正梯度弹性(modified gradient elasticity,MGE)理论,利用哈密顿原理得到微梁的自由振动控制方程,最后采用Newmark-... 【目的】研究厚度缺陷对微梁自由振动的影响。【方法】在Timoshenko梁的刚度表达式中引入厚度缺陷分布函数,然后基于修正梯度弹性(modified gradient elasticity,MGE)理论,利用哈密顿原理得到微梁的自由振动控制方程,最后采用Newmark-β法和六虚节点有限差分方法对方程进行求解。【结果】缺陷深度、宽度及位置对微梁自由振动的影响都主要体现在振幅和加速度幅上,而对基频的影响极小;微梁内部特征长度参数越小,微梁振幅随缺陷宽度和深度的变化而变化的幅度越大。【结论】若仅考虑Timoshenko微梁自由振动的基频,则可忽略厚度缺陷的影响;若要考虑其振幅,则不可忽略厚度缺陷的影响。 展开更多
关键词 Timoshenko微梁 缺陷 自由振动 尺寸效应 修正梯度弹性理论
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磁场中轴向运动功能梯度Timoshenko梁的稳态响应研究 认领 引用
8
作者 李晨旭 唐有绮 陈喜 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2026年第2期34-41,56,共8页
针对磁场中轴向变速运动的功能梯度Timoshenko梁,研究其次谐波参数共振的稳态响应特性。通过引入非线性项和变速运动条件,建立了考虑黏弹性和磁场效应的非线性动力学模型。采用直接多尺度方法分析了系统的次谐波参数共振行为,揭示了磁... 针对磁场中轴向变速运动的功能梯度Timoshenko梁,研究其次谐波参数共振的稳态响应特性。通过引入非线性项和变速运动条件,建立了考虑黏弹性和磁场效应的非线性动力学模型。采用直接多尺度方法分析了系统的次谐波参数共振行为,揭示了磁场强度、黏弹性系数、功能梯度指数及速度摄动幅值等参数对稳态响应的影响规律。结果表明,磁场和黏弹性系数的增加会减小零解的失稳区域,而功能梯度指数和速度摄动幅值的增大则会扩大该区域。通过伽辽金截断法验证了直接多尺度方法的有效性,两种方法在定性趋势上一致。研究结果为功能梯度材料在磁场环境下的工程应用提供了理论依据。 展开更多
关键词 轴向运动Timoshenko梁 功能梯度材料 磁场 稳态响应
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基于Timoshenko理论的受压自旋钻柱系统振动特性研究 认领 引用
9
作者 冯文杰 范谨铭 +1 位作者 李骁 李映辉 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2026年第2期308-321,共14页
钻井作业中,钻柱同时进行轴向与自旋运动,其运动轨迹复杂,易激发横向及耦合振动.这类振动会引起钻柱磨损和系统共振,进而增加钻井风险与作业成本.针对上述问题,本文对钻柱系统的振动特性进行了详细研究.基于Timoshenko梁理论建立了简支... 钻井作业中,钻柱同时进行轴向与自旋运动,其运动轨迹复杂,易激发横向及耦合振动.这类振动会引起钻柱磨损和系统共振,进而增加钻井风险与作业成本.针对上述问题,本文对钻柱系统的振动特性进行了详细研究.基于Timoshenko梁理论建立了简支边界条件下钻柱横向振动的运动方程;采用分离变量法与格林函数法求解所得微分方程,获得了钻柱系统频率方程的格林函数解及相应的模态函数.进一步对比分析了Timoshenko模型与Euler模型钻柱系统的动力学特性,并揭示了自旋速度、轴向速度和轴向载荷对系统固有频率的影响规律.研究结果表明,考虑转动惯量和剪切变形效应会降低钻柱系统的固有频率. 展开更多
关键词 钻柱系统 Timoshenko理论 横向振动 格林函数 模态响应
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A Sliding Mode Controller Based on Timoshenko Beam Theory Developed for a Tendon-driven Robotic Wrist 认领 引用
10
作者 Shifa Sulaiman Mohammad Gohari +1 位作者 Francesco Schetter Fanny Ficuciello 《Journal of Bionic Engineering》 SCIE EI CSCD 2026年第3期1451-1463,共13页
Development of dexterous robotic joints is essential for advancing manipulation capabilities in robotic systems.This paper presents a design and an implementation of a tendon-driven robotic wrist joint,together with a... Development of dexterous robotic joints is essential for advancing manipulation capabilities in robotic systems.This paper presents a design and an implementation of a tendon-driven robotic wrist joint,together with an efficient Sliding Mode Controller(SMC)for precise motion control.The wrist mechanism is modelled using the Timoshenko-based approach to accurately capture its kinematic and dynamic properties,which serve as the foundation for tendon force calculations within the controller.The proposed SMC is designed to deliver fast dynamic response and computational efficiency,enabling accurate trajectory tracking under varying operating conditions.The effectiveness of the proposed controller is validated through comparative analyses with existing controllers for similar wrist mechanisms.The proposed SMC demonstrated superior performance,validated through both simulation and experimental studies.The Root Mean Square Error(RMSE)range in simulation is found to be approximately 1.67×10-2radians,while experimental validation yielded an error of 0.2 radians.Additionally,the controller achieved a settling time of less than 3 seconds and a steady-state error below 10-1radians,consistently observed across both simulation and experimental evaluations.Comparative analyses with other controllers confirmed that the developed SMC surpassed alternative control strategies in motion accuracy,rapid convergence,and steady-state precision,contributing to enhanced dexterity.This work establishes a foundation for future exploration of tendon-driven wrist mechanisms and control strategies in robotic applications. 展开更多
关键词 Tendon-driven robot Robotic wrist Sliding mode controller Timoshenko beam theory
修正轴向移动Timoshenko梁的自由振动 认领 引用
11
作者 梁晋涛 王则 +1 位作者 郭江源 张延超 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2026年第8期1086-1092,共7页
考虑了剪切效应引起的转动惯量,应用物质坐标系下的Newton第二定理建立了修正的轴向移动Timoshenko梁模型.求解了系统的固有频率,并分析了固有频率随梁长、梁高、轴向速度等参数变化的规律.并将该文模型得到的结果与传统的轴向移动Euler... 考虑了剪切效应引起的转动惯量,应用物质坐标系下的Newton第二定理建立了修正的轴向移动Timoshenko梁模型.求解了系统的固有频率,并分析了固有频率随梁长、梁高、轴向速度等参数变化的规律.并将该文模型得到的结果与传统的轴向移动Euler-Bernoulli梁理论模型、轴向移动Rayleigh梁理论模型和轴向移动Timoshenko梁理论模型的结果进行对比.结果表明:当轴向移动梁的长高比大于10时,四种模型得到的结果一致.当长高比较小时,该文的结果与经典的轴向移动Timoshenko梁模型基本一致.此外,剪切效应引起的转动惯量对高阶频率的影响更大.因此,在轴向移动梁的动力学分析中应加以考虑剪切效应引起的转动惯量的影响. 展开更多
关键词 修正Timoshenko梁 剪切效应 转动惯量 自由振动 固有频率
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基于Pasternak-Timoshenko模型的盾构隧道上跨施工引起既有隧道纵向变形力学模型研究 认领 引用
12
作者 王庆壮 王旭春 +2 位作者 赵安康 汪银文 薛玉山 《北方交通》 2026年第2期107-114,共8页
为弥补传统Winkler-Euler计算模型的不足,文章建立了一个同时考虑土体连续性和管片剪切变形的Pasternak-Timoshenko梁模型。首先,通过Mindlin弹性解求解上跨开挖卸荷引起的附加卸荷荷载,并将其施加于既有隧道上;随后,采用有限差分法,得... 为弥补传统Winkler-Euler计算模型的不足,文章建立了一个同时考虑土体连续性和管片剪切变形的Pasternak-Timoshenko梁模型。首先,通过Mindlin弹性解求解上跨开挖卸荷引起的附加卸荷荷载,并将其施加于既有隧道上;随后,采用有限差分法,得到考虑剪切效应的既有盾构隧道纵向响应的解析解;最后,将计算结果与实测数据进行对比验证,发现两者之间存在良好的吻合度。 展开更多
关键词 既有隧道 卸荷荷载 纵向变形 Pasternak地基 Timoshenko梁
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Frequency and vibration responses of a magneto-rheological sandwich micro-beam based on modified couple stress theory and finite difference method 认领 引用
13
作者 M.JAFARI M.MOHAMMADIMEHR 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI CSCD 2026年第7期1581-1602,共22页
In this study,the frequency and vibration responses of a sandwich micro-beam are derived based on the modified couple stress theory(MCST).The face sheets are made of pure aluminum,and a magneto-rheological(MR)core is ... In this study,the frequency and vibration responses of a sandwich micro-beam are derived based on the modified couple stress theory(MCST).The face sheets are made of pure aluminum,and a magneto-rheological(MR)core is used to control vibrations.The displacement fields are assumed based on the classical beam theory(CBT)and modified classical beam theories.Based on Hamilton's principle,the governing equations of motion are obtained.To solve these temporal equations,the finite difference method(FDM)with an optimal number of nodes is applied.The effects of various parameters,including viscoelastic properties,magnetic fields,aspect ratio,core-to-face-sheet thickness ratio,MR materials,face sheets,and material length-scale parameters,on the frequency and vibrational response are investigated.In the literature,the effects of different parameters on the frequency response function(FRF)or vibration response are considered.The results obtained from the vibration response and FRF using the FDM show that the viscoelastic property of the MR core causes settling time in the vibration response and a decrease in the excitation frequency of the FRF.Increasing the magnetic field has a negligible effect on the excitation frequency in the FRF,but it increases the vibration response and settling time.The piezoelectric face sheets raise the FRF and suppress the vibration response of the MR sandwich micro-beam compared with the aluminum counterpart. 展开更多
关键词 frequency and vibration responses sandwich micro-beam magnetorheological(MR)core modified couple stress theory(MCST) finite difference method(FDM)
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黏弹性四参数地基上两跨连续修正Timoshenko梁的横向自振特性分析 认领 引用 被引量：2
14
作者 柳伟 汪过兵 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2025年第3期604-611,共8页
为解决黏弹性四参数地基上两跨连续修正Timoshenko梁的横向振动问题,将两跨连续修正Timoshenko梁与黏弹性四参数地基进行组合,建立新的振动控制方程,运用回传射线矩阵法,结合二分法和黄金分割法,分析了黏弹性四参数地基上两跨(等跨、不... 为解决黏弹性四参数地基上两跨连续修正Timoshenko梁的横向振动问题,将两跨连续修正Timoshenko梁与黏弹性四参数地基进行组合,建立新的振动控制方程,运用回传射线矩阵法,结合二分法和黄金分割法,分析了黏弹性四参数地基上两跨(等跨、不等跨)连续修正Timoshenko梁与单跨修正Timoshenko梁自振特性之间的联系与区别。结果表明:对于黏弹性四参数地基上的修正Timoshenko梁,单跨梁的各阶自振频率小于两跨连续梁的各阶自振频率,单跨梁的偶数阶自振频率和衰减系数与两等跨连续梁的奇数阶自振频率和衰减系数相同,不等跨两跨连续梁奇数阶自振频率小于两等跨连续梁奇数阶自振频率;两等跨连续修正Timoshenko梁的偶数阶振型关于跨中支座对称,奇数阶振型关于跨中支座反对称。 展开更多
关键词 黏弹性四参数地基 两跨连续修正Timoshenko梁 回传射线矩阵法 横向振动 模态
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Vibration characteristics of vehicle-pavement coupled system with non-uniform dynamic tire model based on nonlinear Timoshenko foundation beam 认领 引用 被引量：2
15
作者 Tongtong Wang Shaopu Yang +1 位作者 Junning Zhang Yongjie Lu 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2025年第9期200-215,共16页
To thoroughly examine the complex relationships between tire and pavement vibrations,a sophisticated vehicle-pavement coupled system is proposed,incorporating a non-uniform dynamic friction force between the tire and ... To thoroughly examine the complex relationships between tire and pavement vibrations,a sophisticated vehicle-pavement coupled system is proposed,incorporating a non-uniform dynamic friction force between the tire and the pavement.According to the Timoshenko beam theory,a dynamic model of pavement structure with a finite length beam was formulated on a nonlinear Pasternak foundation.To more accurately describe the coupling relationship between the tire and the pavement,and to take into account the vibration state under vehicle-pavement interaction,the load distribution between the tire and the pavement is modeled as a dynamic non-uniform contact.Combined with the classic LuGre tire model,the adhesion between the tire and the pavement is calculated.The Galerkin truncation method is employed to transform the pavement vibration partial differential equation into a finite ordinary differential equation,and the integral expression of the nonlinear foundation beam term is derived using the product to sum formula.By using the Runge-Kutta method,the tire-road coupled system can be numerically calculated,thus determining tire adhesion.This research demonstrates that compared with tire force under the traditional static load distribution,load distribution has a significant influence on adhesion.This study offers valuable insights for pavement structure design and vehicle performance control. 展开更多
关键词 Vehicle-pavement coupled system Pasternak foundation Timoshenko beam Non-uniform contact LuGre tire model
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Nonlocal Thermal–Mechanical Vibration of Spinning Functionally Graded Nanotubes Conveying Fluid Based on the Timoshenko Model 认领 引用 被引量：2
16
作者 Yao Chen Xiao-Dong Yang Feng Liang 《Acta Mechanica Solida Sinica》 SCIE EI CSCD 2025年第5期776-788,共13页
Based on the Timoshenko beam theory,this paper proposes a nonlocal bi-gyroscopic model for spinning functionally graded(FG)nanotubes conveying fluid,and the thermal–mechanical vibration and stability of such composit... Based on the Timoshenko beam theory,this paper proposes a nonlocal bi-gyroscopic model for spinning functionally graded(FG)nanotubes conveying fluid,and the thermal–mechanical vibration and stability of such composite nanostructures under small scale,rotor,and temperature coupling effects are investigated.The nanotube is composed of functionally graded materials(FGMs),and different volume fraction functions are utilized to control the distribution of material properties.Eringen’s nonlocal elasticity theory and Hamilton’s principle are applied for dynamical modeling,and the forward and backward precession frequencies as well as 3D mode configurations of the nanotube are obtained.By conducting dimensionless analysis,it is found that compared to the Timoshenko nano-beam model,the conventional Euler–Bernoulli(E-B)model holds the same flutter frequency in the supercritical region,while it usually overestimates the higher-order precession frequencies.The nonlocal,thermal,and flowing effects all can lead to buckling or different kinds of coupled flutter in the system.The material distribution of the P-type FGM nanotube can also induce coupled flutter,while that of the S-type FGM nanotube has no impact on the stability of the system.This paper is expected to provide a theoretical foundation for the design of motional composite nanodevices. 展开更多
关键词 Bi-gyroscopic nanotube Thermal–mechanical vibration Functionally graded material Timoshenko model Spinning motion Nonlocal effect
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基于Timoshenko梁理论的碳纤维芯导线压接区挠度计算方法 认领 引用
17
作者 王芸 王宏 +3 位作者 李强 尚志勇 姚洪斌 王春耀 《南京航空航天大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2025年第4期775-780,共6页
针对300/40碳纤维芯(棒芯)导线压接区因挠度变形引发的结构可靠性问题,提出了基于Timoshenko梁的挠度计算方法,理论推导了剪切效应影响下碳纤维芯(棒芯)导线压接区的挠度计算公式,并通过有限元仿真进行了分析。结果表明:长径比为17.14的... 针对300/40碳纤维芯(棒芯)导线压接区因挠度变形引发的结构可靠性问题,提出了基于Timoshenko梁的挠度计算方法,理论推导了剪切效应影响下碳纤维芯(棒芯)导线压接区的挠度计算公式,并通过有限元仿真进行了分析。结果表明:长径比为17.14的300/40碳纤维芯导线压接区在10 t压接载荷作用下的最大挠度值为0.0116 m,与有限元仿真结果0.0128 m基本吻合。该理论解具有很高的计算精度,且其形式简单,利用该公式进行求解可避免有限元仿真中建立模型、网格划分等复杂的求解过程,计算效率显著提升,且具有一定的普适性,还可用于300/50钢芯铝绞线压接区的挠度计算。研究成果可为碳纤维复合芯导线压接工艺优化及工程应用提供重要参考。 展开更多
关键词 碳纤维芯导线 压接区 挠度分析 Timoshenko梁
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修正Timoshenko梁系统的归一化与对偶关系 认领 引用
18
作者 蔡汶秀 郑罡 +3 位作者 唐宇 孙测世 叶念雨 薛文琪 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2025年第12期1540-1549,共10页
为研究修正Timoshenko梁系统的对偶条件和分类,讨论其理论意义.首先通过引入时间和空间缩放变换,实现了对修正Timoshenko梁动力学方程的标准化;其次,基于该归一化方程,论证了在任意相同边界条件下参数型对偶关系的存在性;然后,探讨了不... 为研究修正Timoshenko梁系统的对偶条件和分类,讨论其理论意义.首先通过引入时间和空间缩放变换,实现了对修正Timoshenko梁动力学方程的标准化;其次,基于该归一化方程,论证了在任意相同边界条件下参数型对偶关系的存在性;然后,探讨了不同截面类型参数型对偶关系的特点;最后,在固支-铰支、固支-固支和固支-自由这三种边界条件下,求解标准化方程,提出了构造对偶梁的方法,并通过文献算例展示了修正Timoshenko梁参数型对偶性的特征.结果表明:归一化算法求解修正Timoshenko对偶梁的频率完全相同,且基于该算法可论证其修正Timoshenko梁的参数型对偶条件.动力学特性的参数型对偶关系为修正Timoshenko梁的一种本质属性,时空缩放变换为揭示该特性的有效方法. 展开更多
关键词 修正Timoshenko梁 对偶关系 归一化算法 动力学方程
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Pasternak地基Timoshenko梁全相分析的超越有限元与剪力分配计算 认领 引用
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作者 夏桂云 温睿 刘明暕 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2025年第12期240-249,共10页
将Pasternak地基Timoshenko梁微分方程求解分为3相,基于各相的微分方程挠度解,建立了任意截面的挠度、转角、剪力和弯矩用单元结点位移表达的解析式,取单元结点力,建立了超越有限元列式,其实质是用微分方程位移奇次解作为单元的位移模... 将Pasternak地基Timoshenko梁微分方程求解分为3相,基于各相的微分方程挠度解,建立了任意截面的挠度、转角、剪力和弯矩用单元结点位移表达的解析式,取单元结点力,建立了超越有限元列式,其实质是用微分方程位移奇次解作为单元的位移模式。根据变分原理的自然边界条件要求,单元结点剪力应取总剪力;基于有限元列式,建立了Pasternak地基和Timoshenko梁各自承担剪力的计算方法。利用Timoshenko深梁单元的传统位移插值函数,建立了Pasternak地基Timoshenko梁单元的常规有限元列式。超越有限元收敛性好,计算精度不依赖于网格密度。算例表明:该文超越有限元、常规有限元结果与理论结果一致,超越有限元用1个单元就可得到精准结果。有关文献的有限元构造理论不正确、计算结果存在误差。刚性地基梁(Δ>0相)中,荷载只影响其直接作用的局部区域,对其他区域的影响可以忽略。 展开更多
关键词 Pasternak地基Timoshenko梁 超越有限元 收敛 自然边界条件 初参数
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基于改进AMDM的变截面Timoshenko梁的自由振动分析 认领 引用
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作者 姚东辉 任勇生 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2025年第8期89-100,共12页
梁的自由振动问题通常可以归结为对运动偏微分方程的求解。修正的Admoian分解法(Adomian modified decomposition method,AMDM)是一种精度较高的求解偏微分方程近似解析解的数学方法,但其计算精度取决于收敛域,在求解横截面尺寸随位置... 梁的自由振动问题通常可以归结为对运动偏微分方程的求解。修正的Admoian分解法(Adomian modified decomposition method,AMDM)是一种精度较高的求解偏微分方程近似解析解的数学方法,但其计算精度取决于收敛域,在求解横截面尺寸随位置线性或非线性变化的非均匀Timoshenko梁的振动问题时收敛性较差。为了改进收敛性,将振动方程中与截面形状相关的项分离出来,根据形状相关项Taylor展开式的收敛情况将梁分割成若干小段,分别对每个小段应用AMDM,最后通过给定的边界条件求解固有频率。上述改进AMDM为求解截面尺寸非线性变化的Timoshenko梁的振动问题提供了一种通用方法。该研究分析了悬臂梁边界条件下梁的锥度、形状函数的幂次等参数对收敛性和固有频率的影响。通过与有限元仿真的对比,验证了方法的有效性和准确性。 展开更多
关键词 变截面 Timoshenko梁 改进修正的Admoian分解法(AMDM) 形状函数 固有频率
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