簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 姜俊安
Jiang, Jun-An
論文名稱: 考慮剪變形的變斷面曲樑之面外變形及振動問題的DQEM分析
指導教授: 陳長鈕
Chen, Chang-New
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 造船及船舶機械工程學系
Department of Systems and Naval Mechatronic Engineering
論文出版年: 2003
畢業學年度: 91
語文別: 中文
論文頁數: 66
中文關鍵詞: 剪變形曲樑面外
外文關鍵詞: out-of-plane, dqem, curved beam
相關次數: 點閱:86下載:3
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本篇論文應用陳長鈕教授所發明的數值積分表示微分元素法,來分析考慮剪變形的變斷面曲樑之面外變形及振動問題。
    考慮剪變形的樑,又稱Timoshenko樑,是不同於尤拉─柏努力樑的另一種樑,當樑的橫斷面尺寸與樑的長度比,為一不可忽略的有限值時,若樑受到橫向力作用,其會因剪力而產生剪變形,而剪變形對樑整體的變位,為一不可忽略之值,因此統御方程式之重新建立為必要之步驟。
    數值積分表示微分元素法,是一種具有高度耦合特性的數值分析法,也因為具有高度耦合的特性,在分析計算時可減少誤差,得到較佳的收斂,因而大幅降低計算機的運算量。

    This thesis involves the application of DQEM, proposed by Dr. Chang-New Chen, to the out-of-plane deflection and vibration analyses of non-uniform Timoshenko curved beams.
    The theory of Timoshenko beam which considers the effect of shear deformation is different from the Euler-Bernoulli beam theory which neglects the effect of shear deformation and is used to the analysis of slender beams. When an external force is applied to a relatively short beam, internal shear force will cause shear deformation. Consequently, the use of Timoshenko curved beam theory is necessary for analyzing generic curved beam structures.
    DQEM is a highly accurate analysis method. By using this method, error can be effectively reduced and convergence can be improvement. Consequently, the CPU-time required can be drastically reduced.

    摘要……………………………………………………………I Abstract……………………………………………………II 誌謝……………………………III 目錄……………………………IV 表目錄…………………………VI 圖目錄………………………………VII 符號表……………………………………VIII 第一章 緒論………………………………………………………………………………1 1-1 前言…………………………………………………………………………1 1-2 文獻回顧……………………………………………………………………2 1-3 研究方向及目的……………………………………………………………2 第二章 數值積分表示微分法………………………………………4 2-1 DQM的介紹……………………………………………………………4 2-2 DQM的數學模型……………………………………………………………5 2-3 計算權重係數之方法………………………………………………………6 第三章 數值積分表示微分元素法………………………………………………………8 3-1 DQEM的介紹……………………………………………………………8 3-2 DQEM的求解步驟…………………………………………………………9 3-3 權重係數之計算法………………………………………………………10 第四章 DQEM剪變形曲樑的面外變形問題模式………………………………………16 4-1 模型之建立……………………………………………………………16 4-2 曲樑之統御方程式…………………………………………………………19 4-3 變斷面之面外曲樑的過渡連接條件………………………………………24 4-4 變斷面之面外曲樑的外部邊界條件………………………………………28 4-5 組合並求解……………………………………………………………32 第五章 DQEM剪變形曲樑之面外靜變形問題分析……………………………………33 5-1 問題一……………………………………………………………33 5-2 問題二……………………………………………………………39 5-3 問題三……………………………………………………………45 第六章 DQEM剪變形曲樑的面外振動問題模式………………………………………51 6-1理論推導……………………………………………………………51 6-2 問題一……………………………………………………………58 6-3 問題二……………………………………………………………60 第七章 結論……………………………………………………………63 參考文獻……………………………………………………………64 附錄一 五個離散點的權重係數一覽表…………………………………………………A 附錄二 六個離散點的權重係數一覽表…………………………………………………B 附錄三 七個離散點的權重係數一覽表…………………………………………………C 附錄四 八個離散點的權重係數一覽表………………………………………D 附錄五 九個離散點的權重係數一覽表…………………………………………………E 附錄六 十個離散點的權重係數一覽表…………………………………………………F 附錄七 十一個離散點的權重係數一覽表………………………………………………G 附錄八 剪變係數ks…………………………………………………H 附錄九 極慣性矩J…………………………………………………………I

    【1】 Chen, C. N., A differential Quadrature Element Method, Proc. 1st Intl. Conf. Engr. Computation and Computer Simulation, Changsha, China, 25-35, 1995.

    【2】 Bellman, R.E., and Casti, J., “Differential Quadrature and Long-term Itegration” , Journal of mathematical Analysis and Application, Vol. 34, pp. 235-238, 1971.

    【3】 Bellman, R.E., kashef, B. G. and Casti, J., “Differential Quadrature: A technique for the rapid solution of nonlinear differential equation” , Journal Computer Phy., Vol. 10, pp. 40-52, 1972.

    【4】 Howson, W.P., and Jemah, A.K., “Exact Out-of-Plane Natural Frequencies of Curved Timoshenko Beams” , Journal of engineering Mechanics, January, pp. 19-24, 1999.

    【5】 Kang, K., Bert, C. W. and Striz, A. G., “Vibration Analysis of Shear Deformable Circular Arches By The Differential Quadrature Method” , Journal of Sound and Vibration, Vol. 181, pp. 353-360, 1995.

    【6】 Irie, T., Yamada, G. and Tanaka, K., “Natural Frequencies of Out-of-Plane Vibration of Arcs” , Journal of Applied Mechanics, Vol. 49, pp. 910-913, 1982.

    【7】 Volterra, Enpico and Gaines, J. H., “Advanced strength of materials” , Prentice-Hall, pp. 230-235, 1971.

    【8】 Timoshenko, and Gere, “Theory of Elastic Stability” , McGraw-Hill, 1961.

    【9】 Suzuki, K., and Takahashi, S., “Out-of-Plane Vibration of Curved Bars Considering Shear Deformation and Rotatory Inertia” , Bulletin of the JSME, Vol. 21, No. 2, pp. 1206-1213, 1981.

    【10】 陳長鈕, “數值積分表示微分元素法非均一斷面薄壁樑模式研發” , 行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告, 1997.
    【11】 黃志偉, “數值積分表示微分元素法剪變形變斷面樑分析模式” , 國立成功大學造船及船舶機械工程研究所碩士論文, 1997.
    【12】 謝明錡, “數值積分表示微分元素法具彈性基座樑分析模式” ,
    國立成功大學造船及船舶機械工程研究所碩士論文, 1997.
    【13】 王以震, “應用DQEM於求解具剪變形之任意複合變斷面樑結構物之靜變形問題” , 國立成功大學造船及船舶機械工程研究所碩士論文, 2001.
    【14】 黃笑園, “應用DQEM於分析具任意曲率之曲樑的面內彈性力學問題” , 國立成功大學造船及船舶機械工程研究所碩士論文, 2001.
    【15】 林宗賢, “應用 DQEM 求解具或不具彈性基座的曲樑問題” , 國立成功大學造船及船舶機械工程研究所碩士論文, 1999.
    【16】 官志達, “應用DQEM於求解具剪變形之任意複合變斷面樑結構物之振動問題” , 國立成功大學造船及船舶機械工程研究所碩士論文, 2001.
    【17】 Raymond J. Roark& Warren C. Young 著, 王大靜 譯, “應力與應變之公式” , 大孚書局, pp. 324-334, 1979.

    【18】 Volterra, Enpico and Gaines, J. H. 著, 唐山 譯, “高等材料力學” , 正文出版社, pp.235-359, 1980.
    【19】 陳鐵云, 陳伯真, “船舶結構力學” ,上海交通大學出版社, 1991.

    下載圖示 校內:2004-08-12公開
    校外:2004-08-12公開
    QR CODE