强夯加固的动态有限元法分析研究

在动态形函数的基础上,提出了强夯动力计算机的动态有限元单元法,建立和推导了相关的有限元公式。该方法克服了以往一般有限元法计算强夯动力问题是无法考虑加固土质振动特性等缺点,能较实际地反映强夯加固的动力特性。     

基于动态刚度阵法的加筋板间能量流研究

采用动态刚度阵法研究耦合加筋板间的能量传输关系.首先以带加筋的中厚矩形板为研究对泉,推导了加筋板的动态刚度阵,为动态刚度阵方法提供了一种新单元.板的运动微分方程由Mindlin厚板理论给出,同时还考虑了板平面内的振动.对于板上加强筋的处理,则通过Hamilton原理对板的运动方程作相应的修正,最终得到加筋板的运动微分方程.而方程的解析解直接用于单元刚度阵的推导,所得加筋板单元的动态刚度阵结合均方响应表达式印可计算出加筋板的平均振动能量.最后以L形耦合加筋板间为例,采用动态刚度阵法计算其在中高频区域内的振动能量比,并通过与统计能量分析方法和有限元方法的计算结果比较,验证了方法的可行性和高效性.     

正交异性环形板非线性振动的有限元分析

本文用有限元法研究了正交异性环形板非线性振动的频率随振幅的变化规律。由于结构和运动的对称性，三节点九自由度环形单元被采用，计算表明这神单元是高度有效的．系统的动力学方程借助于拉格朗日方程来获得．由于刚度阵中含有非线性项，计算中使用迭代逐步逼近方程的解．与类似方法相比，本文在对非线性刚度阵的线性化方面作了改进，用能量平衡原理求得线性化系数，使计算结果更趋合理．     

杆的加模态式有限单元法

为了提高杆单元精度和降低自由度,将静态有限单元线性特征值问题和动态有限单元高精度的优点有机的结合起来形成一种高精度的动力有限单元法,将杆元固有振动方程分解为满足单元边界条件的平衡方程和固支边界条件的振动方程两部分,前者的解即静态元的位移函数,后者的解为为本方法添加部分,由此得出的有限单元法只对静态元刚度阵和质量阵做添加式修改,求解过程不变,理论和算例均表明其有效性。     

径向任意变厚度圆板轴对称横向振动频率的计算

用有限元法计算了径向任意变厚度圆板和环形板横向振动的频率,构造了三结点变厚度环形单元,使计算模型和实际结构的几何形状达到了完全一致。该方法可以方便地计算双线性变厚度、二次变厚度及其它各种复杂变厚度环形板与圆板的振动频率及振型。计算出的前几阶固有频率的精度很好。     

十二参能量正交矩形板元

用双参数法构造出一个具有能量正交形函数空间的十二参矩形板元,其单元刚度矩阵为对角块:Ke=Kπ+h,其中Kπ只和形函数空间的常应变有关,Kh由高阶模态决定,并证明了该单元关于四阶板问题是收敛的.     

正交异性钢桥面板局部振动计算的组合板梁单元法

针对大跨度钢桥中采用梯形加劲肋的正交异性钢桥面板,提出一种计算钢桥面板局部振动的组合板梁单元法.其中顶板用平板壳单元分析,梯形加劲肋视为板梁单元,两者的位移模式根据板与肋的变形协调关系建立.组合板梁单元的刚度矩阵通过能量变分原理得到,利用各子单元的形函数可以求得组合板梁单元的一致质量矩阵与一致荷载列阵,进而得到相应的有...     

环板横向振动分析的三结点有限单元法

构造了三结点六个自由度的环形单元 ,然后采用有限元法计算了中间有环形简支的各向异性环板在各种边界条件下的轴对称横向振动频率。计算表明此种有限单元法效率高和收敛性好 ,可以方便地计算环形简支处在板的不同位置处的各向异性环形板的振动频率及振型。所计算出的前几阶固有频率与目前常用的Rayleigh法计算结果相比 ,更为简便精确     

带肋板单元及其在构造正交异性板分析中应用

根据构造正交异性板单元的变形和受力特征,提出了一种超级单元:带肋板单元,给出了这种单元的形函数及其单元刚度矩阵。通过一个构造正交异性板的算例分析,将其结果与有限元结果对比,说明了该方法的正确性和适用性。     

大展弦比叶栅气弹响应的数值研究

对大型承载飞机普遍使用的大展弦比发动机转子叶栅,使用有限单元方法（FEM）建立叶栅模型,然后对叶栅的结构及旋转状态下的动态特性进行分析。同时在不同转速下计算模态和振动频率,对等效应力分布、等效应变分布和整体形变进行求解,并由此绘制了叶栅共振曲线的坎贝尔图,该图显示了固有振动频率和振动响应条件下的共振激励。最后结合在不同转速下的流场稳态计算结果,对叶栅进行在气动力作用下动态响应分析。该模型的气动弹性分析结果表明,基于有限单元法的静压力计算、动频分析方法,在大展弦比叶栅的优化设计参考和振动安全诊断等方面可以提供很大的帮助。     

讨论转轴动力学问题的动态有限元——兼论假设形态函数的近似性

本文利用传递矩阵法,首先说明:转轴动力学问题的常规有限元分析实际上是引用不计轴单元惯性的静态位移关系.进而分别圆柱轴段和圆锥轴段,给出了相应的动态形态函数.与此同时,说明在同样考虑单元的刚性和分布惯性下,传递矩阵法和动态有限元法在讨论转轴动力学问题上是等价的.最后,取具有对称的两圆锥轴段的风机转轴为算例对此作了进一步讨论.     

虚裂纹扩展法计算J积分的研究

本文将虚裂纹扩展法用于断裂问题的有限元分析，编制了计算二维Ⅰ型静态和动态Ｊ积分的程序，并对受静载的线弹性材料和线性硬化弹塑性材料的中。Ｃ裂纹问题以及受动载的线弹性材料中心裂纹问题进行了具体计算．将所得结果与位移外推法、直接积分法作了比较，表明采用虚裂纹扩展法计算Ｊ积分具有方法简单、精度很高、一致性好等优点．计算也表明，采用裂端楔形奇异单元可大大提高计算精度．     

平面定常Navier-Stokes方程组的有限元方法

本文讨论平面定常流函数Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组的有限元方法及其收敛性，并且证明： 只要有限元空间具有逼近性，紧致性且通过广义分片检验，则当Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组的 解是唯一时，有限元解是收敛的；特珠地，本文证明了：用收敛的薄板弯曲单元求解这一 方程也是收敛的；进一步，当雷诺数足够小，Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组的解的正则性满足薄 板弯曲时解的正则性要求时，有限元解的误差关于ｈｒ的量级与薄板弯曲的情形是一致的。     

三维无界元和有限元的耦合方法

本文提出了三维无界元和有限元的耦合方法,即用无界元来模拟远场效应,用有限元模拟近场效应.同时,给出了三维四点无界模型及形函数、位移函数,无界元的单刚矩阵等整套计算公式,编制了三维无界元和等参有限元的耦合程序.该程序具有提高计算精度和节省机时、节省存贮量等优点,是解决岩土工程问题的有效工具.     

迫击炮座钣动态特性分析

该文主要论述迫击炮座钣三维空间板壳结构的动态特性问题。文中重点阐述了运用弹性力学有限元法对座钣建立的力学模型,模型的离散化处理,以及应用线性结构分析和图像处理软件,在微机系统上取得的结构动态特性的数字与图像信息。最后,给出了典型座钣关键部位的动应力变化历程,以及工程设计者所关心的动荷系数。     

Shape optimization of plate with static and dynamic constraints via virtual laminated element

The virtual laminated element method(VLEM) can resolve structural shape optimization problems with a new method.According to the characteristics of VLEM,only some characterized layer thickness values need be defined as design variables instead of boundary node coordinates or some other parameters determining the system boundary.One of the important features of this method is that it is not necessary to regenerate the FE(finite element)grid during the optimization process so as to avoid optimization failures resulting from some distortion grid elements.The thickness distribution in thin plate optimization problems in other studies before is of stepped shape.However,in this paper,a continuous thickness distribution can be obtained after optimi-zation using VLEM,and is more reasonable.Furthermore,an approximate reanalysis method named “behavior model technique“ can be used to reduce the amount of structural reanalysis.Sone typical examples are offered to prove the effectiveness and practicality of the proposed method.     

轴向流中平行简支弹性薄板的大挠度流固耦合的数值模拟

分析研究了轴向流中简支弹性薄板大挠度流固耦合系统的振动响应和流场特性.板结构动力学方程采用基于位移的有限元法离散;流场采用二维不可压缩粘性流体N-S方程,并用有限体积法离散;在此基础上结合动网格控制技术,建立模拟双向流固耦合作用下轴向流中简支弹性薄板的二维数值模型.利用该数值模型得到了单块简支板随流速变化流致振动特性,研究了结构大挠度的振动稳定性,分别得到了Pitchfork分岔曲线和非线性系统结构的Hopf分叉曲线.通过轴向流恒定流速下不同间距的平行两块简支弹性薄板流固耦合的数值模拟得到了的流致振动特性.     

两种非常规的板元列式方法

本文给出了非协调板元收敛的三个简单的充分条件,即有限元空间包含分片二次多项式、形函数在单元节点上函数值连续、形函数的法向导数的平均值在两个相邻的单元的交界面上连续。基于这些条件,讨论了两种板元列式方法。数值实验表明新板元对任意网格剖分都较快地收敛。     

Dynamic Analysis of Kineto-Elastic Beam System with Second-order Effect

Dynamic equations of motional flexible beam elements were derived considering second-order effect. Non-linear finite element method and three-node Euler-Bernoulli beam elements were used. Because accuracy is higher in non-linear structural analysis,three-node beam elements are used to deduce shape functions and stiffness matrices in dynamic equations of flexible elements. Static condensation method was used to obtain the finial dynamic equations of three-node beam elements. According to geometrical relation...     

横观各向同性层合板理论编程实现与验证

板式构件因自身特殊的几何形状,进行结构分析时,通常采用比实体单元效率更高的板（壳）单元。文章基于MATLAB编程,对刨花板材料构成的板式结构进行了有限元数值分析与静力荷载试验。首先,将横观各向同性材料本构方程应用于板式构件,得到了以刨花板为代表的三层结构复合材料层合板的力学性能本构关系。随之,介绍了基于Kirchhoff薄板及Mindlin-Reissner中厚板理论的DKT、DKQ、DST、DSQ板有限单元的构造方法,并验证了各个板单元有限元数值解与理论精确解的收敛性能;通过将板构件在空间内组装,说明了材料参数及节点自由度在单元局部坐标系与空间整体坐标系间的转换方法。最后,通过对比板结构静力试验测量值与有限元模型数值解,分析了不同板单元对有限元计算结果的影响。