用同伦摄动法求解第一类超奇异积分方程

大量的物理学问题和工程问题等都可以用超奇异积分方程描述,但此类方程解析解的求解非常困难.因此相关领域的研究者将其目光投向了对其数值解的研究上.文中采用同伦摄动法求解了第一类超奇异积分方程,并运用数值算例验证了所用方法的有效性,最后将该方法应用到了断裂力学问题的求解中,且将得出的裂纹尖端应力强度因子的解与其解析解进行对比.由对比结果可知该方法在求解含裂纹的断裂力学问题时是非常有效的.     

含刚性导电椭圆夹杂的压电材料反平面裂纹问题的研究

用复变函数及其保角映射、解析延展方法 ,建立了含刚性导电椭圆夹杂的压电材料反平面界面裂纹问题的解析方程 ,通过求解Hilbert方程得到了问题的封闭解和耦合场的强度因子。结果表明 ,耦合场在裂纹尖端有 1 / 2阶的奇异性 ,应力和电位移强度因子均与材料常数无关。同时给出了椭圆形刚性导电夹杂的特殊情况圆形夹杂和线夹杂界面裂纹问题的应力和电位移强度因子计算式     

塑性平面应力状态的压缩有心场

研究了塑性平面应力状态的压缩有心场，根据形态特征和平面应力条件导出了应力场特征线方程，并采用正交化速度分量处理特征线上的速度，把求解速度场问题转化为求解微分方程组问题，从而获得了速度场的精确解．     

有强化弹塑性含椭圆孔板在双轴等强拉伸作用下的一般解

本文论述了借助于复变量伪应力函数求解幂硬化材料平面应力问题的一般方法,给出了由此法得到的关于有强化弹塑性平面应力问题的所有应力、应变和位移分量的复变量形式封闭解表达式。并应用上述一般方法和基本公式,求解并得出了双轴等拉右强化弹塑性含椭圆孔板问题的应力、位移分量的一般解析录达式。为了便于工程应用,文中给出了从该一般解得到的孔口附近的应力分布式,并将其与已有的渐、近、实验解进行了对比。结果表明,作为精确解的本文解是可靠的,可推荐给工程中使     

挤压拉拔的流函数上界法解析

采用流函数速度场对圆棒、线材的挤压、拉拔问题进行了上界法解析和实验比较,结果是令人满意的。直线模的解析曲线公式为确定力能参数、变形行为和加工界限提供了重要的理论依据。这给挤压、拉拔的工艺选择和模具的优化设计提供了重要参数。     

电磁材料中界面裂纹的解析解

给出了压磁材料中可导通反平面剪切界面裂纹的解析解.首先利用付里叶变换,使问题的求解转换成对一对变量为裂纹面上位移差的对偶积分方程的求解.在求解对偶积分方程时,把裂纹面上张开位移展开成雅可比多项式形式,进而可以获得应力强度因子、电位移强度因子和磁通量强度因子的解析解.从解析解中可以发现裂纹的应力强度因子与电位移强度因子和磁通量强度因子无关.     

柱坐标应变矢量内积解析模拔圆棒线材

建立了棒线材拉拔的柱坐标系速度场,提出了一种应变速率内积积分方法,并获得了解析解.分析了摩擦因子对最佳模角和应力状态系数的影响规律.结果发现:最佳模角αopt和nσ均随着m的增大而增大;当m一定时,最佳模角αopt对应nσ的最小值.为了验证柱坐标内积解析圆棒拉拔结果,将该方法同Avitzur提出的方法进行了比较.结果表明,该方法和Avitzur提出的方法结果趋于一致.最后讨论了摩擦因子对极限加工率的影响规律.     

聚合物熔体轴对称共挤出流动的有限元计算

建立数学模型，利用有限元法作数值解，确定界面，速度场及压力场，利用界面处法向速度为零，通过迭代求解界面位置，在界面处采用双结点法以保证速度和应力的连续性并满足压力的不连续性，使用ｅｎｎｅｒ迭代法求解圆形通道中两个共轴层流动的非线性方程。求出共挤出轴对称棒材的流量压降关系，计算结果与解析解比较，有很好的一致性。该数值方法可以运用于无法得到解析解的复杂流道。     

含刚性导电椭圆夹杂的压电材料反平面裂纹问题的研究

用复变函数及其保角映射、解析延展方法，建立了含刚性导电椭圆夹杂的压电材料反平面界面裂纹问题的解析方程，通过求解Hilbert方程得到了问题的封闭解和耦合场的强度因子。结果表明，耦合场在裂纹尖端有1／2阶的奇异性，应力和电位移强度因子均与材料常数无关。同时给出了椭圆形刚性导电夹杂的特殊情况－－圆形夹杂和线夹杂界面裂纹问题的应力和电位移强度因子计算式。     

垂直位于一类双材料界面的裂纹对称变形尖端场

基于平面问题中各向同性与正交各向异性材料奇异点附近渐近场的基本解,文章给出了对称变形条件下端部位于正交异性/各向同性双材料界面的垂直裂纹裂尖应力奇异性的特征方程以及相应的位移场与奇异应力场的解析解。为了验证解析解的正确性,通过1个算例将应力奇异性指数和奇异应力分量角函数的理论值与有限元分析结果进行了对比,两者吻合得相当好。     

抛物线模拔圆棒的曲面积分问题

采用ＶｏｎＫａｒｍａｎ基本假设对模面函数为抛物线的轴对称拔制问题设定了运动许可速度场，并经曲面积分与变上限积分得到拔制应力上界解析限。     

不可压Navier-Stokes方程的一阶有限元解法

不可压Navier-Stokes方程求解的困难之一在于如何确定压力场并且同时要满足不可压条件.压力项在连续性方程中并不出现,但是却对速度起约束作用.为了解决这一问题,对于粘性不可压流动,提出了以速度和应力为基本变量,不含压力项的一阶流体动力学方程系统及对应的积分形式.采用有限元方法,对于速度和应力进行同阶插值,对于非线性对流项,采用牛顿迭代法进行处理,对于时间项采用后向欧拉方法.基于FreeFem++平台,对两平行平板间的稳态粘性流动及二维非定常圆柱绕流进行了数值计算.分别通过和精确解及标准算例的对比,验证了方法的可行性和有效性.采用不含压力项的一阶系统,避免了连续性方程中不合压力项给不可压缩Navier-Stokes方程求解带来的困难.     

非线性阻尼下裂纹非匀速扩展问题的零级近似解析解

探讨了非线性阻尼下无限岩板内张开型裂纹非匀速扩展的瞬态分析问题．在现有断裂动力学问题文献中,一般采用拉氏变换与积分变换方法,得到的回路积分最后还需借助于数值方法求解．作者在断裂动力学基本方程中引入一个非线性阻尼项来考虑能量损耗,采用小参数摄动,得到零级近似动力学方程组,而且自始至终采用解析方法进行计算,获得了问题的零级近似解析解．如果沿裂纹长度上有剪应力作用,采用本文方法也可获得其零级近似解析解．本文方法将有利于改善非线性断裂动力学中应用有限单元法求数值解的收敛性．因而本文为解决这类非线性断裂动力学问题提供了一条新的途径．     

The study of slip line field and upper bound method based on associated flow and non associated flow rules

At present, associated flow rule of traditional plastic theory is adopted in the slip line field theory and upper bound method of geotechnical materials. So the stress characteristic line conforms to the velocity line. It is proved that geotechnical materials do not abide by the associated flow rule. It is impossible for the stress characteristic line to conform to the velocity line. Generalized plastic mechanics theoretically proved that plastic potential surface intersects the M-C yield surface with an angle, so that the velocity line must be studied by non-associated flow rule. According to limit analysis theory, the theory of slip line field is put forward in this paper, and then the ultimate bearing capacity of strip footing is obtained based on associated flow rule and the non-associated flow rule individually. These two results are identical since the ultimate bearing capacity is independent of flow rule. On the contrary, the velocity fields of associated and non-associated flow are different which shows the velocity field based on the associated flow rule is incorrect.     

金属压力加工问题的流函数速度模式上限解

采用流函数法构造了塑性变形金属流动的完备速度模式，对Ｍｉｓｅｓ材料平面变形和轴对称变形问题，提出并推证了运动可能速度场应满足的力学边界条件一“边界切应力”约束方程。将求解与运动可能速度相对应的应力场归结为确定一点静水压力的问题，实现了由上限法确定问题的完全解。应用这一理论对锥模拔管问题进行了计算分析。     

轴向运动薄板的自由振动分析

首次利用解析法求解了轴向运动薄板的自由振动问题,并对解析结果进行了Galerkin法验证。基于Kirchhoff薄板理论,根据Hamilton原理推导轴向运动薄板自由振动的控制方程,分别采用解析法和Galerkin法求解控制方程,得到了四边简支条件下系统固有频率的解析解和数值解。同时,得到了第一阶临界速度的解析表达式。轴向速度为零时,对比了解析解、Galerkin数值解和ANSYS软件解,三种方法所得结果高度吻合。随后对比了不同速度条件下的解析解与Galerkin解,分析了预应力与临界速度的关系。发现在低速条件下离心力是影响系统振动的主要因素,科氏力影响可忽略;第一阶固有频率的解析解仅适用于低速条件,高阶固有频率的解析解适用的速度范围大。     

双相钢有限元解的等值线处理方法

鉴于F M双相钢金相有限元网格在有限变形的情况下，数值解的抽样点应力场具有高梯度分布的特征，提出了按单元逐个进行抽样点插插值的方法绘制双相钢金相组织微观应力分布场的等值线图以保证高梯度离散点应力场的后处理具有更好的保真度，同时也能解决双相钢变形后任意边界的问题。     

双剪应力屈服准则解析圆坯拔长锻造

建立了圆坯拔长锻造的运动许可速度场与应变速率场。采用双剪应力屈服准则经上界定理求得解析解,该解与传统工程法进行了比较,计算结果高于传统工程法的结果。     

利用优化方法求解线性鉴别方程

该文采用序列二次规划（SQP）方法求解Fisher鉴别准则模型。介绍了几种优化技术及算法后,分析序列二次规划（SQP）方法相对于线性鉴别准则模型一般求解方法的高效性优点,并结合MATLAB中的优化工具,应用二次规划方法求解Fisher鉴别准则模型,实现两类（人脸图像）问题的分类。该文研究和实现是对Fisher鉴别准则模型解法的新尝试和贡献。     

无单元伽辽金法求解不可压Navier-Stokes方程

用无单元伽辽金法(EFGM)求解了不可压的Navier-Stokes方程,由加权残值法推导了系统无单元伽辽金法离散的Navier-Stokes方程,在时间域上采用分步格式计算,使速度和压力采用同阶线性插值并由相互独立的方程以解耦的形式求解,在每一时间步中,对压力解和速度解采用了Newton-Raphson迭代法进行修正、最后将所得到的方法应用到Couette流中,验证了本文方法的有效性。