空间弹性细杆在扭矩作用下的屈曲

计算物理 ›› 2006, Vol. 23 ›› Issue (4): 447-450.

空间弹性细杆在扭矩作用下的屈曲

谈梅兰¹, 王鑫伟², 甘立飞²

1. 江苏大学理学院, 江苏镇江 212013;
2. 南京航空航天大学航空宇航学院, 江苏南京 210016

收稿日期:2005-05-17 修回日期:2005-09-12 出版日期:2006-07-25 发布日期:2006-07-25
作者简介:谈梅兰(1959-),女,江苏溧阳,副教授,博士,从事工程问题力学计算建模方面的研究,江苏大学理学院70信箱212013.
基金资助:
江苏省高校自然科学研究计划项目(05KJB410015);航空科学基金(04B52006)资助项目

Buckling of a Spatial Elastic Thin Rod Under Torque

TAN Mei-lan¹, WANG Xin-wei², GAN Li-fei²

1. Faculty of Science, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China;
2. College of Aerospace Engineering, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing 210016, China

Received:2005-05-17 Revised:2005-09-12 Online:2006-07-25 Published:2006-07-25

摘要/Abstract

摘要： 用有限元方法研究了三维弹性细杆在扭矩作用下的屈曲.利用自然坐标形式的细长空间曲杆的能量方程和2节点12个自由度的自然坐标形式的三维曲梁单元,采用特征值分析方法,研究分析了同时受有轴力和扭矩作用时的空间弹性细杆的屈曲问题.数值结果与存在的理论解极为吻合.具有一定曲率和挠率的空间细长曲杆,其临界扭矩值与扭矩的指向有着极其明显的关系.

关键词: 屈曲, 有限元, 弹性细杆

Abstract: The flexural buckling of a spatial elastic thin rod under torque is discussed with FEM(finite element method).In a natural coordinate system,an energy equation is given,which considers nonlinear terms of the tortuosity about an initially curved and twisted thin rod with circular cross-section.An eigenvalue analysis is proposed to study the buckling of spatial elastic thin rods with simultaneous effect of axial force and torque.The method is clearly demonstrated by examples.Numerical results are in good agreement with theoretical solutions.

Key words: buckling, finite elements, elastic thin rods

中图分类号:

O343.5

谈梅兰, 王鑫伟, 甘立飞. 空间弹性细杆在扭矩作用下的屈曲[J]. 计算物理, 2006, 23(4): 447-450.

TAN Mei-lan, WANG Xin-wei, GAN Li-fei. Buckling of a Spatial Elastic Thin Rod Under Torque[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2006, 23(4): 447-450.

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