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郭小刚,周涛,金星,邓旭辉.水平悬链线中点集中力作用下的非线性分析及计算
Nonlinear analysis and computation on horizontal catenary midpoint under concentrating force[J].计算力学学报,2018,35(4):514~520
水平悬链线中点集中力作用下的非线性分析及计算
Nonlinear analysis and computation on horizontal catenary midpoint under concentrating force
Nonlinear analysis and computation on horizontal catenary midpoint under concentrating force
投稿时间:2017-03-04  修订日期:2017-06-07
DOI:10.7511/jslx20170304001
中文关键词:  悬链线  垂向集中力  水平张力  平衡方程  非线性计算
英文关键词:catenary  vertical concentrating force  horizontal tension  equilibrium equation  nonlinear computation
基金项目:国家自然科学基金重点项目(51434002);大洋协会重大专项基金(DY125-14-T-03)资助项目.
作者单位E-mail
郭小刚 湘潭大学 土木工程与力学学院, 湘潭 411105
长沙矿冶研究院深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室, 长沙 410012 
 
周涛 湘潭大学 土木工程与力学学院, 湘潭 411105 zhoutao20080602@126.com 
金星 长沙矿冶研究院深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室, 长沙 410012  
邓旭辉 湘潭大学 土木工程与力学学院, 湘潭 411105  
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中文摘要:
      首先,对均布力作用下悬链线理论进行了深入分析研究,推导出求解水平张力单参数和双参数形式的隐含超越方程,在算法上验证了两种方程的等价性。对于悬链线固有的广义倾角、曲率半径、约束反力和水平张力的嵌入关系等给出了具有新意的表达公式。然后,建立了水平悬链线在对称集中力作用下的平衡方程,对于不同垂向集中力作用下水平张力的变化情况和最大垂直距离差所在水平位置随集中力的变化等进行了非线性计算。本文在理论构建和分析方面具有创新性,在理论探索和工程应用上具有重要意义。
英文摘要:
      At first this article carries out thorough research on the catenary theory,derives the implicit transcendental equations with a single parameter and with double parameters for the horizontal tension, and proves the equivalence of two transcendental equations by algorithm.New mathematical formulas for the intrinsic generalized angle,radius of curvature,constraint forces of the catenary as well as the embedded relation of relative horizontal tension are presented.Besides,the equilibrium equation of horizontal catenary under the symmetric concentrating force is established,and the unknown vertical distance is determined.The paper calculates the nonlinear variation of horizontal tension and maximum of vertical distance with concentrated force location.The theory-and analysis presented are novel,which is of great significance in the engineering and in theoretical exploration.
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