极坐标系中具有旋转自由度的平面扇形单元

通过引进结点刚体转角，提出两具有平面内旋转自由度的平面４结点扇形单元，数值计算表明这两种单元具有很高的计算精度，为具有圆形边界的结构有限元分析提供了有效实用的单元。     

无侧移杆系结构振动分析的高精度单元

本文件对无侧移结构推导了计入单元局部惯性力影响的修正单元刚阵。文中算例表明,在不增加自由度的前提下采用修正单元进行自由振动分析,结构的频率计算精度可以明显提高。     

弹性近不可压缩问题的精化元法

对于弹性问题,材料近不可压缩可引起有限元法的体积闭锁.为解决此问题,以精化元法为基础,将单元应变正交分解为常应变和高阶应变,其中常应变可以保证收敛,对于近不可压缩问题只需忽略高阶应变中的体应变,从而避免单元体积不可压缩闭锁.按照上述方法修改了平面八节点等参元(IQ8),并用于平面应变厚壁筒计算,通过与ABAQUS系统软件的八节点等参元计算结果对比,表明IQ8单元用于可压和近不可压缩问题都有效.     

桥面铺装有限元模型分析对比

桥面铺装作为桥梁行车体系的重要组成部分,它的受力是比较复杂的。很多学者借助有限元分析其受力,多采用三维六面体实体单元和平面壳单元。本文借助ANSYS有限元分析软件,分别采用20节点的三维六面体单元和八节点的多层壳单元模拟桥面铺装．分析其受力,探讨桥面铺装的有限元计算模型。     

加强层和楼层梁对框-筒结构侧移的影响

为弥补设置加强层的高层框架-筒体结构简化的结构力学分析模型存在的不足，基于同时考虑普通楼层梁和加强层作用、由最小势能原理推导出顶部加强框架-筒体结构侧移曲线解析表达式．结合算例，分析了普通楼层梁、加强层对结构侧移的影响程度和规律；定量说明了普通楼层梁对结构侧移的影响是不容忽略的；探讨了设置加强层减小高层框架-简体结构侧移的同时，尽量降低由此所带来的抗震不利因素影响的结构设计方法，并对加强层与内芯筒、普通楼层梁与内芯筒的相对线刚度取值提出建议，可供同类结构设计时参考．     

复合材料层合板、壳胶-铆混合连接件有限元分析

推导了十六节产单元、二节点钉单元和基于一阶剪切变形理论的八节点等参板单元,并通过坐标变换使之用于壳体结构,还将相对坐标系内求解法与修正型虚拟的转动刚度法相结合,有效地克服了平面单元分析壳体结构所固有的方程病态问题。通过算例,对复合材料旋转壳体混合连接件中的应力分布进行了分析和讨论,得到了一些有益的结果。     

框架-剪力墙结构分析的高精度平面矩形单元

从双线性矩形单元出发,通过广义协调条件和连续介质力学中关于旋转度概念,同时引入含两个内部参数的泡状位移场,推导出含转角自由度的平面矩形单元的形函数及单元刚度矩阵,并进行算例分析.结果表明,把带转角自由度的矩形平面单元用于框架-剪力墙结构分析,在不增加单元自由度的情况下大大改善了单元的性能,单元列式简单,保证收敛,可以自然地解决框架-剪力墙结构的连接问题,还能获得很高的精度,而且能为平板壳结构分析提供有效的膜元.     

橡胶沥青应力吸收层对路面防裂的影响

应用有限元软件ANSYS,采用三维八节点固体单元有限元模型,分析了橡胶沥青应力吸收层的设置对路面防裂的影响,并探讨了应力吸收层的模量和厚度的合理取值。结果表明:设置橡胶沥青应力吸收层可以减少沥青面层在裂缝区的应力集中,增加路面结构的疲劳寿命,延长路面使用年限。     

基于多点约束的多尺度混合试验界面连接方法与验证试验

针对现有计算单元难以精确模拟结构局部复杂力学特性的问题,提出一种集成试验单元的多尺度混合模型构建方法.在不损失界面自由度的前提下,利用多点约束法实现了ABAQUS多尺度壳单元和实体单元分别与单柱试验单元的界面连接;基于Open Fresco平台,以底层中柱为试验单元进行了两层两跨平面钢框架的多尺度抗震混合试验,与有限元对比分析表明:多点约束法能够有效地实现不同尺度单元间的边界变形协调;试验单元能够真实直接地模拟结构重要部位的受力特性;在满足工程应用精度的前提下多尺度混合模型能够节约计算资源和时间,为改进结构抗震分析可靠性提供了新的研究手段.     

基于平面4节点单元的钢筋混凝土梁柱节点单元

基于平面4节点单元,提出了一个受循环荷载作用的钢筋混凝土梁柱节点单元,称之为超自由度单元.超自由度单元在梁与节点交界面和柱与节点交界面被划分成节点截面和梁柱截面,节点的力学性能由平面4节点单元描述,而梁柱受力钢筋与节点核心区的黏结滑移由节点截面和梁柱截面之间的8根弹簧控制.超自由度单元具有4个节点20个自由度,每个节点具有5个自由度,其中3个自由度与普通梁单元一致,从而确保其适合于同普通一维梁柱单元一起进行钢筋混凝土平面结构的非线性分析.通过3个梁柱组合体的实验和计算结果对比,验证了超自由度单元适合于进行循环荷载作用下平面框架结构的非线性响应分析.     

隔层错跨剪力墙有限元分析中的单元对比

剪力墙结构在进行有限元分析的时候，通常选用矩形单元便能获得足够的计算精度，但对于隔层错跨剪力墙这种特殊的剪力墙结构来说，采用带旋转自由度的矩形单元，增加了对转角的考虑，同时将连梁、梁、柱划分为杆单元，使得分析结果更为精确．     

具有转角自由度的曲面矩形扁壳元

扁壳单元中引入结点转角自由度可以在不增加结点的情况下,增加位移场的阶次,提高计算精度,从而显著地提高单元性能。利用广义协调薄板单元RGC-12的位移函数作为扁壳元的法向位移,利用广义协调矩形膜元的位移函数作为扁壳面的切向位移,构造了一个具有转角自由度的4结点广义协调曲面矩形扁壳元。并通过实例分析对该单元的收敛性和精度进行了验证,数值算例的结果表明,该单元收敛稳定迅速,用较少的自由度就获得了很高的精度,是一个性能良好的壳单元。     

新型带转角自由度的四结点膜单元

给传统膜单元引入一个垂直单元平面的旋转自由度,可以增加位移场阶次,提高计算精度和单元性能．文中为膜结构和高层结构中的剪力墙提供了两种性能良好的四节点膜单元．理论分析和数值模拟表明,这两种单元所采用的线位移和转角位移相互独立的位移场,能有效解决一维单元和二维单元的过渡连接问题,易于编程实现．数值计算结果表明,该单元位移场更符合实际位移场,并节省了计算时间．     

介绍一种剪力墙结构分析的12—14节点的48—56自由度矩形元

提出了一种在水平方向采用３次多项式,在铅垂方向来用５次和６次多项式作插值函数的高阶矩形单元,这种单元具有１２和１４节点,４８和５６自由度,算例表明,该单元不但有很高的位移精度,而且具有很高的应力精度。     

用共旋坐标有限元法分析高层建筑框架结构的二阶效应

虽然分析平面框架二次效应的方法早在20世纪80年代就已提出,但其中许多工作过分复杂或简单,值得改进.采用共旋坐标法准确地导出了平面梁单元发生大转动小应变时的单元切线刚度矩阵,并利用该单元切线刚度矩阵的列式和Newton-Raphson迭代法开发了1个FORTRAN程序NPFSAP,从而获得了高层框架结构二阶效应的高精度数值解,由此发现高层建筑的二次效应与水平荷载的关系不明显,但建筑物刚度越小,竖向荷载越大,建筑物层数越多,二次效应越明显.提出了1个高层框架中柱二次效应的计算公式,为工程设计人员提供了准确计算框架弯矩的办法.     

带旋转自由度的空间六面体单元

提出了两种带旋转自由度的空间八结点六面体单元，它们具有很高的精度，适用于高层建筑厚板转换层的分析，文中给出一个算例。     

水平加强层减小高层建筑结构侧移的机理分析

对高层结构中水平加强层减小结构侧移的机理作了详细和分析系统研究，编制了相应的电算程序，闪指出，设置水平加强导层后将引起结构主要内力的重新分布使内力分布更为合理，充分发挥了结构自身的抗侧潜能，从而减小了结构侧移，对搞好带有水平加强层的高层建筑结构设计具有重要的实用参考价值。     

大自由度的转子－滑动轴承系统非线性动力学分析

本文以研究多跨转子－滑动轴承系统在大激励下的动力性态为目标，提出了一套新的关于大自由度的转子－轴承－基础系统的非线性动力学计算方法．其中引入块三对角矩阵追赶法求解上述问题构成的大型矩阵；提出中心差分法＋Ｈｏｕｂｏｌｔ法的预估计－校正时间积分法，以解决二阶隐式非线性方程的时间积分问题；系统方程在物理坐标ｘ和ｙ上的“解耦”，使计算速度和计算精度得以进一步的提高．本文介绍了系统初始位移值的计算方法、计入基础参振的计算方法和非线性油膜力数据库的应用上述方法为大自由度的多跨转子－油承－基础系统的非线性动力学性态的研究提供了一种高效、高精度的计算工具．     

介绍一种剪力墙结构分析的高阶开孔单元

在香港大学Y.K.Cheung和Sisodiya提出用于剪力墙结构分析的带面内转角的平面应力单元的基础上,本文提出了一类具有32-56个自由度的高阶矩形单元,这类单元在铅垂方向采用3-6次多项式插值,具有8-14个结点,每个结点具有2个位移自由度和2个面内转角自由度,在上述单元的基础上,又提出了一类采用三角级数或梁的振型函数作泡状函数的自由度数目为58-74的高阶开孔矩形单元,对开孔剪力墙的计算表明,本文单元与8节点矩形单元和4节点双线性矩形单元相比,其位移精度分别提高2倍和4倍以上,应力精度提高的幅度则更大.而且该二类单元由于考虑了面内转角,可方便地与梁柱单元相连接.