有限塑性率问题的虚功方程及自我校正方法的推证和应用

本文首先从数学上证明了在有限塑性问题的虚功方程或变分原理中,Cauchy应力是与Euler应变,Kirchhoff应力是与Lagrange应变,名义应力是与位移梯度配对的。接着,在此基础上导出了率形式的,以Kirchhoff应力率表示的虚功方程。本文还以不同于Tvergaard的方法导出了他于1984年提出的自我校正方法,使方法中的Lagrange乘子显示出物理意义。最后作为方法的应用,本文根据所导出的率形式的虚功方程建立的有限元公式和自我校正方法对囿棒拉伸时缩颈过程和缩颈传播作了有限元分析。并比较了采用或不采用自我校正方法两种情况下的有限元计算精度。分析时考虑了材料的硬化。     

粘弹塑性与几何非线性耦合问题的有限元分析

基于增量迭代法和粘弹塑性问题的衣构关系,本文导出了粘弹塑性大变形问题的有限元方程,编制了相应的分析程序。通过对采地下巷道围岩进行粘弹塑性大变形分析表明,其结果与实测结果吻合较好。     

弹塑性损伤分析的参变量变分原理

参变量变分原理采用了现代控制理论的极值变分思想,将本构关系化为状态方程控制着泛函的变分,是一种有效的求解非线性问题的方法,本文在弹塑性损伤基本方程基础上构造了弹塑性损伤分析的势能泛函,对损伤演化方程和加载函数近拟处理,导出了状态方程,指出求解弹塑性损伤问题归结为求解在状态方程控制下的势能泛函数极值问题,由此建立了弹塑性损伤分析的参变量变分原理;变分原理物理意义明确,并给出了参变量变分原理实施的有限元列式,易于计算机编程实现,文中对一算例进行了数值计算,计算结果表明该方法是求解弹塑性耦合损伤问题的有效方法。     

弹塑性弯曲直梁的回弹变分原理及应用

由于在建筑结构中,荷载作用下弹塑性梁的变形影响着建筑物的安全性与舒适性。在模具生产中,材料的受力回弹决定着冲压成型构件的精度问题。且弹塑性材料的弯曲变形及回弹变形问题,以往都是通过计算机模拟进行分析计算,因此,为解决上述问题本文推导出弹塑性材料的变形方程和回弹方程。本文以有限变形回弹反耦联系统和反耦方程为基础,应用有限变形回弹反耦联方程和加权余量法建立有限变形回弹变分原理。并应用回弹变分原理中的最小势能原理和最小余能原理求解了弹塑性悬臂梁和简支梁的回弹挠曲线方程。在对计算结果与ANSYS有限元模拟进行对比的过程中,取得了一定的成果,该成果对工程实际具有一定的工程参考价值。     

超速压气机的弹塑性仿真研究

根据我国现行增压器压气机叶轮的设计数据及使用要求,采用由参变量变分原理导出的有限元参数二次规划法对某增压器压气机进行了加载、卸载弹塑性变形过程的数值模拟,研究压气机叶轮在不同超速转速下压气机叶轮应力、位移的大小及相应分布规律。     

有初始缺陷的结构非线性分析(英文)

本文在等温小变形弹塑性内时本构方程偏量形式的基础上,把初始缺陷视为初始位移,推导出了带有初始几何缺陷的非线性弹塑性问题的有限元方程。可用于分析缺陷对结构非线性弹塑性反应的影响,也可用于带缺陷的非线性问题求解及稳定性分析。文中给出的算例表明本方法是可行有效的。     

有限变形下电弹性介质中的某些变分原理

指出热力学中的第一（能量）定律包含了普遍适用的能量变分原理，这是一个由客观事实证明的物理变分原理，据此导出初始构形中电弹性分析的某些变分原理．一般的电弹性分析，弹性电介质应和周围环境作为一个整体进行分析．对于非线性电介质的变分原理，需要注意位移和电势变分的相互耦合，并指出虚位移影响到初始构形的虚变化．由此普适变分原理导出了初始构形中的控制方程．给出了麦克斯韦应力在初始构形中的表达式，指出在二阶精度范围内，所有变形电介质中的麦克斯韦应力都相等，且和真空中的相同．     

焊接过程的耦合三维热弹塑性有限元分析

分析了焊接过程和热力耦合的特点，提出一种新型耦合热弹塑性变分原理，考虑了大变形的影响，采用了移动热源，并分析了弹塑性加载及卸载的特性，然后在此基础上建立了一套有限元格式，最后还给出了求解的实际应用例子     

焊接过程的耦合三维热弹塑性有限元分析

分析了焊接过程和热力耦合的特点，提出一种新型耦合热弹塑性变分原理，考虑了大变形的影响，采用了移动热源，并分析了弹塑性加载及卸载的特性，然后在此基础上建立了一套有限元格式，最后还给出了求解的实际应用例子。     

曲杆有限元与拱的临界载荷算法

从初应力位形上附加变形的场论出发,提出弹性屈曲问题的控制方程和变分原理的普遍形式;在这个理论框架下,通过降维处理,导出平面拱弹性屈曲问题求解临界载荷的变分方程、控制方程以及相应的线性齐次微分方程的特征值问题;进一步放弃平截面假设,考虑剪切变形,给出曲杆截面含6个自由度的一维有限元法算法.推导过程和计算结果表明,该理论体系导出曲杆有限元方程准确,易于数值实施,计算结果更符合实际情况.     

弹塑性大变形分析的一种热力学相容的本构模型

以热力学相容的简单机械模型为基础,得到了可以描述材料弹塑性大变形的本构方程,进而导出了可以适用于一般三维问题的增量公式。利用简单加载条件下的积分形式发展了确定材料常数的方法。对圆杆受拉颈缩的大变形弹塑性过程进行了数值模拟,得到了与实验相符的结果。本文发展的模型不采用屈服面的概念,有效地改善了收敛性,提高了计算效率。     

扁球壳的非线性固有频率

本文用最小作用量原理推导出扁球壳大振幅时的变分方程,继之将协调方程化为两个方程,选取扁球壳中心最大振幅为摄动参数,采用摄动变分法,将非线性方程线性化,对周边固定的扁球壳进行了求解,一次近似得到了扁球壳线性固有频率,二次近似和三次近似得到了扁球壳的非线性固有频率。从本文特征关系式容易给出圆薄板的线性和非线性固有频率,给研究这方面的动力工程问题提供了有价值的参考。     

Klein-Gordon-Hartree方程驻波的不稳定性

研究如下Klein-Gordon-Hartree方程的驻波2u/t2-△u+ωu-(|x|-γ*|u|2)u=0,x∈RN.首先,通过构造合理的约束变分问题建立基态驻波解的存在性及其变分特征.然后,以变分特征为基础,证明存在一个Klein-Gordon-Hartree方程的解序列,其初始条件充分接近基态驻波,同时解在有限时间爆破,从而得到基态驻波的不稳定性.     

光塑性迭代法原理及应用

本文建立了一种光塑性迭代混合法,可用于平面塑性问题的全场应力分析。该方法的基本公式在弹性区自然退化为拉普拉斯方程,对原始实验数据的需求量小,受不稳定的实验数据的影响也较小,因而具有良好的精度。     

大变形淹合热弹性动力学的变分原理

应用半反推法及动态差分变换和初终值条件的新处理法,建立了各向异性线性材料大变形耦合热弹性动力学的经典型（即不含卷积的非Gurtin型）统一变分原理族,从而为应用有限元法求解奠定了理论基础。     

热传导方程辐射系数及初始条件反问题的数值求解

讨论用某一时刻的温度测量值及某一子区域中各时刻的温度测量值同时重构热传导方程的辐射系数和初始条件这一反问题的数值求解方法．用最小二乘法，将此反问题化为一个变分问题，且将此变分问题离散化为一个非线性规划问题，其目标函数值依赖于热传导方程正问题的数值解．同时用差分法和径向基函数(RBF)方法求正问题的数值解并导出相应目标函数的梯度公式，在此基础上用拟牛顿方法实现一般情形下的数值重构．数值实验表明，这一方法是可行的．