体外预应力混凝土梁有限元分析

建立了体外预应力结点无粘结和完全粘结的有限元计算模型,该模型将体外预应力束单元结点与梁单元结点相关联,便于分析在外荷载作用下体外预应力束的内力增量;文中还给出了一个算例.     

有限元网格自动生成及图形显示程序

本文给出一个通用的二维有限元网格生成及图形显示程序。据此可将四边形超单元在等参变换基础上,划分成3结点三角形,4结点四边形,6结点三角形,6结点等参三角形和8结点等参四边形5种形式的单元组合,可得到单元结点的插值温度、厚度,可处理不同材料组成的结构,结点编码采用优化编码,自动显示生成的网格图形。     

高阶园奇异单元法计算混合型应力强度因子K_Ⅰ K_Ⅱ

在裂纹尖端单元和常规单元的连接面上,用矩阵方法使结点位移协调一致.给出了离心力的广义载荷列阵.通过广义结点位移解就可求得K_Ⅰ K_(Ⅱ).计算实例表明,精度和计算速度是满意的.     

矩形八结点单元刚度矩阵的通用公式

本文讨论分析了现行数值计算方法在计算平面问题的矩形八结点单元的单元刚度矩阵中存在的缺陷,给出了数学计算软件MAPLE在推导矩形八结点单元的单元刚度矩阵中的应用及其相应的MAPLE通用程序、单元刚度矩阵的通用计算公式,并利用MAPLE自带的codegen库自动给出了相应的C、FORTRAN代码,得出结论,利用该通用公式来计算其单元刚度矩阵矩阵,可以节约大量的计算时间与存储空间以提高计算速度与精度,并可将其应用到C、FORTRAN中。     

空间等参数单元的圆柱坐标分析及计算程序

本文给出了圆柱坐标下二十结点空间等参数单元的全部计算公式,介绍了其计算程序,并进行了实例计算。     

一种弹性薄板分析的非协调矩形单元

为了简化传统的4结点弹性薄板矩形单元,提出了一种8结点矩形单元。根据虚功原理,推导出了这种单元的单元刚度矩阵及等效结点荷载的显式,并对其协调性和收敛性加以概括说明。利用Matlab强大的矩阵处理功能,编制了利用这种单元进行弹性薄板分析的计算机程序,并对编程加以简要说明。通过典型算例,将采用这种单元所得结果与传统4结点单元加以比较。结果表明:这种单元不但能大大简化传统的4结点单元,使单元结点位移分量数由原来的12降至8,相应的单元刚度矩阵由12×12降至8×8,而且仍具有较快的收敛速度;特别是当网格加密时,计算精度与前者基本相当;同时也具有节约计算机内存、编程容易等优点。     

一种由平面矩形单元转化而来的十字形平面刚架单元

文章提出了一种用平面刚架结构来替代平面问题连续体的有限元方法,将平面连续体离散为5结点15自由度矩形单元,再将矩形单元转化为十字形平面刚架单元;先求出外载荷作用下平面刚架结点位移、结点力,再由虚拟力求梁横截面变形引起的十字形单元结点力,将各次所求结点力叠加,得矩形单元结点力;并编制计算程序,进行数值计算和比较,表明该方法可行。     

流形法在岩石力学研究中的应用

简要地介绍了流形法的基本概念、基本方程、广义结点和广义单元、非连续变形问题的双重网格描述、覆盖、星、星的构造、单元与物理边界的识别。文中给出了一个算例,并对流形法作了一些评论。     

梁弯曲,扭转,稳定分析的三维退化层合梁单元有限元法

首衔在２０结点三维块体等参元及１６结点相对位移板壳元的基础上,引入梁的基本假定,采用等效数值积分法,构造出１２－２０结点三维退化层合梁单元,然后考虑几何非线性,给出用于梁线弹性稳定分析的有限元列式,文中单元直接由三维块体等参元退化而得,只有线位移自由度,可以方便地与相对位移板单元和三维块体单元协调连结。又用三维退化梁单元分析了实心杆的弯曲、自由扭转及分支屈曲的临界荷载,其数值结果和理论解符合很好。     

采用面积坐标的抗畸变四边形曲边膜元

目前普遍采用的传统等参元族对网格的曲边、直边畸变均十分敏感。该文在已有的采用四边形面积坐标四边形4结点膜元基础上,构造了4个新型四边形广义协调曲边膜元5结点元ACG-Q5、6结点元ACG-Q6、7结点元ACG-Q7和8结点元ACG-Q8,形成一个完整的采用面积坐标的膜元系列。这4个单元列式简单、便于应用,且位移场实现了直角坐标的二次完备,单元精度高,对网格曲边和直边畸变都不敏感。算例表明这4个单元可以有效克服MacNeal梁、薄曲梁等传统等参元无法克服的多种闭锁现象。此外,通过这4个单元的建立还提供了一种将4结点单元推广到更多结点单元的一种通用方法。     

管材弯曲成型过程的有限元模拟

采用拖带坐标系下的退化壳单元,以及动态显式有限元方法求解管材在弯管机上的弯曲成型问题。管材的材料特性假定满足Ｈｉｌｌ各向异性的弹塑性准则,弯管机的弯曲模和压力模波假定为刚性表面,接触力通过罚参数方法计算。通过文中的几个算例表明,该方法是有效的。     

考虑管径拓展的管涌发展过程模拟

堤基管涌发展试验表明,在管涌通道发展过程中,通常是上游管径较小而下游管径较大,管道尖端土体颗粒比较松散.现有的堤基管涌发展模型采取单一管径处理方法模拟管涌通道发展过程,管涌发展过程中孔隙率保持不变,难以模拟通道侧向扩展特征.本文采用泥沙运动力学方法,考虑通道发展过程中的颗粒级配调整和孔隙率变化,使得管涌通道发展情况更加符合实际.数值模拟表明,改进后的模型能够刻画管涌通道发展中的管径变化、通道发展方向、流量大小和临界水头等主要特征.     

液压分支管路瞬态响应简化建模方法与实验

本文采用功率键合图结台现代控制理论中的状态空间法,对液压分支管路系统的动态特性,参用分块函数对管系进行分段,建立简化的数学模型,在计算机上进行仿真,仿真与实验结果相吻合。     

单弯管系统直管段振动特性实验研究

单弯管作为管路系统的基本结构,其振动会影响管路系统的使用寿命。为了研究单弯管系统的直管段振动特性,针对管路系统的实用性,参考Davidson单弯管模型采用实验的方法建立单弯管测实验台架。通过改变压力、流量和弯管角度,获得单弯管系统直管段关键部位的应变和振幅变化规律,总结单弯管系统直管段的振动特性。由实验可知:同一工况下,90°单弯管系统直管段中点振幅分别比45°和60°的增大了约22.9%和92.3%;单弯管系统直管段最大应变发生在直管两端固定支撑处,同时直管中点应变也较大;60°单弯管系统直管段关键部位的应变及振幅相对45°、90°的更小,且波动性小,比较稳定,压强变化对其的影响也最小。     

工业标准弯头弯管流量计研究

介绍了唐山工程技术学院研制的国家专利产品“ZLRJ—Ⅰ型智能流量热量积算仪”所用工业标准弯头弯管流量计的部分常温实验。在实验研究的基础上,重点介绍了这种流量计的一致性实验结果和统计学分析的情况,说明了应用工业标准弯头作为流量传感器的可行性。     

弯管结构塑性极限上限分析的有限元方法

在管线系统中 ,弯管是一种关键的部件 ,对其进行塑性极限分析具有重要的工程意义。根据塑性极限上限定理 ,采用数学规划方法 ,建立了弯管结构塑性极限上限分析的有限元数学规划格式 ,给出了相应的优化迭代算法 ,克服了目标函数非线性非光滑所导致的数值计算困难。采用一种改进的弯管单元并利用该数值方法分析了弯管结构的塑性极限承载能力。计算结果表明 ,该方法具有数值稳定性好、精度高和收敛快等优点     

损伤热力钢弯管三维热塑性有限元分析

热力弯管是主蒸汽管道的薄弱部位之一,其寿命直接关系到整个管道系统寿命,笔者采用三维热塑性有限元的分析方法,详细研究了热力钢弯管在内压力和高温作用下的应力场特点并提出了“危险截面”和“危险点”的判据。     

脉冲气体与液体在组合管路中运动特性的数值研究

根据推导出的脉冲气体与液体在管道－容器－管道组合管路中的运动特性方程组及其传递系数方程组,对组合管路中的脉冲气体和脉冲液体的运动特性进行了数值计算．计算与试验结果对比表明,二者基本吻合．     

输油管管壁轴向缺陷应力分析

长输油气管线由于腐蚀所引起的管壁缺陷,是油气管线正常运行的一大隐患。针对管壁上的轴向缺陷,用有限元法对其进行分析计算,给出了管壁轴向缺陷处的应力分布规律,并研究了缺陷长度、宽度和剩余壁厚对应力的影响。同时拟合了缺陷处应力的计算公式,为工程技术人员的设计计算,以及现场管道安全运营动态管理提供了依据。     

新型流动调节器波纹管结构参数优化

对波纹管的气液两相流进行了数值模拟,分析了波纹管对分层流的流动调节作用,验证了数值模型的准确性,通过弯曲中心角、弯曲半径和管道内径比、弯管数目的敏感性分析,对波纹管的结构参数进行优化。结果表明,波纹管能够将分层流调节为非分层流,流动调节效果显著;弯曲中心角增大,流动调节作用增强,弯曲中心角的合理范围为90°~130°,取90°或120°便于加工建议采用;增加弯曲半径或者减小弯管内径,能够增加弯曲半径和管道内径比,增强流动调节作用,弯曲半径增加,波纹管尺寸增大,投资升高,建议采用减小弯管内径的方法;随着弯管数目的增加,波纹管的流动调节效果增强,应综合考虑安装空间、投资成本,适当选取弯管数目。