变分原理在有限变形压电热弹性体中的应用

为了对有限变形压电热弹性动力学基本方程进行有限元数值计算,首先建立相关的分区变分原理和广义分区变分原理.在考虑到有限变形弹性体的热力学效应和压电效应后,将弹性体动力学分区变分原理推广到有限变形压电热弹性体,建立了3类变量的有限变形压电热弹性动力学分区变分原理.在有限变形压电热弹性动力学分区变分原理中进一步引入拉格朗日乘子并加以识别的方法,得到了6类变量的有限变形压电热弹性动力学分区广义变分原理.     

线接触弹流问题弹性变形方程的快速卷积算法

根据数字信号系统的分析方法,提出了弹性体受力变形的信号系统模型,在时域和频域内对该系统加以描述。利用信号分析的快速傅里叶变换及其卷积性质,实现了线性接触弹性问题弹性变形方程的快速计算,其计算工作量为０（Ｎｌｏｇ２Ｎ）。通过对Ｈｅｒｔｚ压力分布的接触区弹性变形计算,表明弹性变形方程快速卷积算法的计算精度与现有算法相当,而计算时的存储空间开销则大大低于现有算法。因而,弹性变形方程的快速卷积算法在弹流计算中具有实用价值。     

带有小剪切的弹性板有限变形边值问题

对非线性板采用与传统的ｖｏｎＫａｒｍｄｎ板不同的变形假设，应用连续介质力学方法精确推证带有小剪切的弹性板有限变形边值问题的基本方程及边界条件。并对应变能函数作分解假设，使得有限变形边值问题与小转动边值问题解耦。由于此结果更具一般性，可由此得到弹性板边值问题的各种提法及对已有非线性板解的边界效应加以修正。     

耦合分析轧件塑性变形与轧辊弹性变形的方法和应用

发展了一种耦合分析轧件塑性变形与轧辊弹性变形(压扁)的方法。方法考虑了轧件塑性变形与轧辊弹性变形的相互影响,通过在轧件与轧辊的接触面上建立力的平衡方程实现耦合;在耦合的基础上用刚塑性有限元法分析轧件的塑性变形,用边界元法分析轧辊的弹性变形。耦合分析所得单位压力,前滑,中性角等比刚体轧辊的要低。用耦合分析方法分析轧制过程能提高分析的精度。     

大直径桩在三维黏弹性土体中瞬态振动数值计算

为了更加深入地进行桩基低应变数值模拟计算,文章将桩土均视为黏弹性体,建立了三维条件下桩-土系统瞬态振动计算模型;利用交错网格有限差分法求解三维黏弹性波动方程,引入吸收边界,得到了完整桩在瞬态竖向激振力作用下的动力响应;通过对比不同黏弹性参数作用时三维(3D)条件下桩顶振动速度响应,对桩土黏弹性参数进行了分析;对桩顶不同拾振位置曲线进行模拟,求得了黏弹性条件下大直径桩的最佳拾振位置,直观地反映了波在桩中的传播特点,对工程实践具有一定的指导意义。     

三维有限变形光弹性方法

拓展了传统的光弹性应力冻结法，确立了三维有限变形光弹性的物理和实验基础，其结果可用在三维有限变形下橡胶类零件的应力分析，被分析对象的拉格朗日应变可达10％。     

冷轧带钢接触变形区长度的计算

确定冷轧带钢轧制力时,必须考虑在变形区中因轧辊弹性压扁而使变形区长度增大这一因素。尤其是,当变形抗力超出50公斤/毫米~2时,在接触变形区中轧辊辊面产生的弹性压扁是不容忽视的,有时它能使接触变形区长度与不考虑压扁时的相比增长一倍以上。往往由于不能准确的决定出接触变形区长度,而得不到比较可靠的轧制力能参数,从而影响正确的进行设备设计和工艺制度的制定。早在三十年代,J.Hichcock[1]就提出了计算考虑轧辊弹性压扁时接触变形区长度和     

单刃剃齿刀剃齿过程中刀齿与轮齿的变形分析

本文首先分析了单刃剃齿刀剃削齿轮时刀齿与轮齿接触点的变化规律;在此基础上根据实测径向剃削力的大小运用三维有限单元法计算了刀齿与轮齿在接触点的变形。然后,结合弹性理论对实际剃削状态下刀齿与轮齿的柔度进行了初步探讨,这对进一步研究剃齿机理,更好地进行剃齿刀比优化设计是有益的。     

有限元法在具有摩擦的有限变形接触问题中的应用

给出一种解决有限变形带有摩擦弹性体接触问题的有限元方法，根据接触边界的几何和运动条件引出变换矩阵，将接触节点位移表示成与变换矩阵有关的通式，并以此为基础建立带有约束条件的增量形大的变分原理，推出接触问题的有限元方程。最后，给出了说明该方法的几个数值示例。     

圆柱斜齿轮三维弹性变形的边界元法

本文导出了适于用三维边界无法计算圆柱直、斜齿轮啮合时弹性变形的齿廓方程及接触线方程.提出了一种实用的啮合斜齿轮接触区域模型;根据此模型分析了接触区域上的面力分布规律·大中给出了计算实例.计算结果表明本文导出的公式及编制的计算程序是实用可行的.     

弹性梁有限变形的边值问题

本文应用非线性弹性理论方法研究了一般弹性梁.给出了可伸长、有剪切梁有限变形平衡问题Lagrange型的基本方程和边界条件.进而为应用数值方法研究梁的屈曲与分叉问题提供具体边值问题.应用本文方法可以很容易地得到梁有限变形各种简单情形的定解问题以及它的线性理论.     

CAD/CAE技术在称重传感器设计中的应用

以商用梁式称重传感器为例 ,阐述了利用 CAD/CAE技术进行传感器设计的方法 .首先 ,在 Mechanical Desk Top (MDT) 3.0软件平台上 ,建立弹性体的三维实体模型 ;然后在力学分析的基础上 ,建立有限元分析模型及边界约束条件模型 ,利用有限元分析软件 ANSYS对弹性体进行计算机仿真 ,得到了弹性体的应力、应变场分布以及变形形态等信息 ,为设计和制造高精度的称重传感器提供了可靠的理论依据     

有剪切的壳体有限变形分析

对壳体只采用直法线假设，应用连续介质力学方法，严格地推证有剪切的壳体有限变形的几何方程．     

折腹式组合梁桥考虑剪切变形的挠度计算

提出考虑剪切变形的弹性弯曲理论分析折腹式组合梁桥.通过假定位移场,建立内力平衡方程、变形协调条件以及物理方程,依据边界条件和荷载工况求出解析解.以折腹式I型和箱型梁为算例,将该理论结果和有限元计算及试验结果进行比较,验证其妥当性.基于该理论得出跨中挠度简化计算式,给出考虑剪切变形影响与否的高跨比界限.     

正交各向异性弹塑性材料拉伸颈缩的数值模拟

介绍了在乘法分解的基础上对正交各向异性弹塑材料进行有限变形计算的一种有限元方法 ,利用该方法考虑不同各向异性状态对正交各向异性材料圆棒试样的拉伸大应变颈缩过程进行了数值模拟。结果表明 :( 1 )材料塑性性质若在不同取向有明显差异 ,沿不同材料轴向拉伸反映的材料力学性能会有非常大的差别。这种差别在载荷和不同方向的径向颈缩位移上远较在颈部截面面积变化上明显 ;( 2 ) Hill的正交各向异性塑性理论并没有考虑晶体材料在各个与材料主轴平面有较大夹角的滑移面上容易发生剪切变形 ,所以不一定适于晶体塑性材料。同时本文研究进一步证实了作者建议的正交各向异性弹塑性有限变形计算方法的合理性。     

多体系统离散时间传递矩阵法与有限元法混合方法

利用多体系统离散时间传递矩阵法（MS—DT—TMM）处理同时含有小运动小变形弹性体子系统和大运动多刚体子系统的机械系统，将两子系统的连接处作为各个子系统的边界，采用有限元法建立小变形弹性体子系统动力学方程，采用MS—DT—TMM模拟多体子系统动力学，联合这两套方程可进行总体系统动力学分析，形成了多体系统离散时间传递矩阵法与有限元法的混合方法。通过数值算例证明了方法有效，为扩展MS—DT—TMM的应用范围提供了途径。     

非连续变形计算力学模型中的广义有限单元

阐述了广义结点的数学覆盖和物理覆盖、覆盖的类型及其特征·在此基础上,由广义结点构造数学覆盖,并介绍了不同类型的数学覆盖·广义有限单元是由数学覆盖、物理覆盖和本构关系构成,不同特性的数学覆盖和本构关系可构成不同特性的广义有限单元,以模拟多体系统中不同特性的物体,如刚体、弹性体、弹塑性体、粘弹性体和粘弹塑性体等,并给出了一般广义有限单元的基本特性矩阵与向量·为非连续变形计算力学模型在单元离散方面奠定了坚实的基础     

鼠笼弹性支承的刚度实验测试及计算分析

为了获得鼠笼弹性支承准确的刚度值,基于实验测试、有限元数值仿真和理论公式推导,进行了鼠笼弹性支承刚度的实验和计算研究。首先,施加不同的外力,进行鼠笼刚度的测试;然后,从网格划分、有无倒角、外力施加位置和边界约束条件四个方面开展鼠笼刚度有限元的数值仿真计算的研究;最后,在充分考虑鼠笼条截面形状、鼠笼条的弯曲方向和受力方向不平行等因素的基础上,进行了鼠笼刚度理论公式的推导。对比实验测试、有限元仿真和理论公式计算得到的鼠笼刚度值可知,网格划分、边界约束条件、有无倒角对鼠笼刚度的有限元计算结果有较大影响,其中,网格划分的影响最大,而外力施加位置对鼠笼刚度的实验测试结果影响较小。