混凝土桥面板的非线性动力分析

采用不同拉压模量理论,建立了不同模量混凝土桥面板结构的动力非线性有限元算法,编制了相应的非线性有限元计算程序,对广东金马大桥主梁的桥面板进行了动力特征分析和动力时程分析,得出了一些有价值的结论.这种计算方法可以为同类工程的数值计算提供参考.     

基于描述性和有限元计算的散货船结构优化设计

HCSR强制要求船长大于90 m的散货船结构设计必须满足协调共同结构规范,并必须对货舱段结构进行有限元分析。目前基于有限元直接计算的船舶局部结构优化和优化算法研究非常成熟,缺乏基于描述性计算方法与基于有限元直接计算方法的结构化对比研究。文章对散货船进行舱段有限元建模,根据HCSR规范设定边界条件、选取实际载荷,进行有限元求解,并通过对不同构件2种计算结果的对比,分析2种计算要求对不同构件的影响进行结构优化。     

在单核中央处理器上分析千万未知数集成电路封装问题的线性(最优)复杂度的全波直接算法

为分析大尺寸系统级的互联结构及与之相关的信号与电源完整性问题,提出一种拥有线性复杂度的直接有限元快速算法.该算法成功分析了工业级的封装电路,计算结果与时域测量结果匹配.在数值离散一个工业级的封装电路时,产生的有限元矩阵包含超过一千万的未知数.该算法在3GHz中心频率的单核处理器上求矩阵解的时间不到1.6h.与当下最前沿的有限元方法及广泛运用的商业有限元方法软件比较可知,该算法具有明显的计算效率优势.     

空间杆系结构有限元计算结果的可视化

针对空间杆系结构有限元计算结果的特点 ,提出了一种适合于空间杆系结构有限元计算结果图的生成方法 .利用有限元计算结果文件生成变形图、计算截面的内力图、应力图 ,用图形直观地显示杆系结构受力变形的情况及其用户所感兴趣单元上的内力和应力情况 ,并给出了QTZ2 5型塔式起重机的有限元计算结果图的生成算例 .该方法生成速度快 ,算法简洁 .     

冲击波作用下剪力墙结构人防地下室倾覆的简化算法

为在人防工程设计中评估冲击波作用下高层建筑对其下附建人防地下室的倾覆作用,提出了剪力墙结构附建人防倾覆的简化算法.该算法基于结构弯曲刚度远大于地基抗倾刚度,将结构与地下室简化为单自由度体系、地基土简化为转动弹簧计算;并通过对地下室倾覆过程中的受力分析提出了弹簧抗力函数的简化三折线形式.该简化算法结果与有限元结果基本一致.在地基抗倾刚度与结构弯曲刚度之比小于0.8时,该算法与有限元方法的计算结果的相对误差小于5%. 可见该算法在常见工程条件下是可靠的.     

大型抽水蓄能电站充水保压蜗壳结构分析

应用有限元程序ABAQUS,对某大型抽水蓄能电站充水保压蜗壳结构进行了三维接触非线性有限元分析.通过模拟实际施工的全过程,给出了充水保压蜗壳结构各时期的应力分布规律和变形情况,并与传统简化算法进行了比较.结果表明,仿真方法能较好地模拟结构充水保压的过程,计算结果准确合理,而传统的常规简化算法偏不安全,计算结果相对于仿真算法有较大的误差,对于充水保压蜗壳结构最好采用仿真算法.     

非周期性多尺度问题的平均化方法

提出了解决复合材料非周期性多尺度问题的平均化理论框架及其有限元实现方法,指出材料的力学性能应该是大量原子、分子、晶粒等微粒行为的宏观体现,分析了算法平均的重要性,论证了平均化有限元方法是解决多尺度问题的有效方法. 进而采用该理论框架对于含有相同数量级规模的典型小尺度结构的非均质材料进行了分析. 研究结果表明,平均化有限元的计算规模远低于直接有限元法的计算规模,并且二者精度能保持一致.     

混凝土结构三维徐变的有限元计算方法

由于传统的杆系有限元程序和公式解法不能精确考虑和计算混凝土结构的三维徐变和局部效应,因此提出了一种混凝土结构三维徐变的有限元计算方法.首先说明了三维徐变的计算原理,并对有限元计算过程中的主要模块进行了阐述.在此基础上,对一个钢筋混凝土柱算例模型进行计算,并与Dischinger公式算法进行对比;钢筋及混凝土应力、模型变形等与公式解法相差在5%以内.同时,采用该方法实现了对箍筋影响及结构局部应力分布的时变分析.最后,为分析剪切应力对徐变变形的影响,对一预应力钢筋混凝土梁进行了三维徐变计算,计算结果与试验值吻合良好.     

一种基于ANSYS的结构优化设计方法研究

在结构优化中,将优化准则法与有限元软件ANSYS进行集成,完成结构特性分析,提取分析结果,调用高效的优化算法完成优化计算。所提出的优化设计方法充分利用了有限元分析软件强大的分析功能和高效算法的优越性,提高了优化效率,优化实例表明了该方法的有效性和实用性。     

基于参数化方法的船体分段吊装快速有限元分析技术

为了提高分段吊装工艺结构强度的计算效率,将参数化思想应用于分段吊装方案的有限元分析中.首先采用结构参数化方法快速建立各种分段结构的有限元模型,然后对眼板、吊绳、工况等3类吊装工艺信息进行参数化处理并提出了针对不同吊装工艺的快捷仿真方法.最后实现了基于参数化分析方法的典型双层底分段的平吊和翻身的结构强度分析.经过实例验证该参数化方法避免了大量重复性工作,有效地提高了分段吊装有限元建模和强度计算的效率.     

多尺度表面织构流体润滑问题的快速求解方法

为解决传统数值方法在求解多尺度织构流体润滑问题时计算速度慢、效率低、规模受限等问题,提出了有限细胞算法.针对简单的织构模型,通过对比有限元、流体力学和细胞算法的计算结果,验证了算法计算结果的准确性.通过对比不同计算规模下有限元和细胞算法的数值试验结果,发现新算法的计算速度和计算规模都有显著提升.对于大规模多尺度的织构模型,使用细胞算法进行求解,发现新算法的计算时间与网格数目成线性关系,表明细胞算法对于大规模织构问题具有良好的快速求解能力,并且为工程中类似的多尺度问题提供了具体的解决思路.     

轴对称物体不同有限元计算方法的精度研究

研究了不同有限元计算方法对轴对称物体计算精度影响的问题,从理论上对比分析了平面应力、轴对称、三维立体分析的异同。此外,分别应用平面应力、轴对称、三维立体有限元法对轴对称物体进行了有限元分析,并对三种算法及不同单元密度得到的径向应力、周向应力、等效应力进行了对比分析。     

基于有限元法的结构可靠度分析优化算法的实现

为快速、高效地进行基于随机有限元法的结构可靠度分析,从结构可靠性指标的几何意义出发,提出了在ANSYS平台上采用有限元法和梯度优化算法相结合的方法进行可靠度分析的构想,对ANSYS进行二次开发实现了该方法.算例结果表明,该方法与Monte-Carlo法的计算精度基本一致,但需要的计算量比验算点法还要少.因而,该方法能用较少的有限元计算次数得到较精确的可靠度和验算点值.     

轻轨车站大悬臂结构基础在荷载作用下受力性能分析

对轻轨车站大悬臂结构基础应用三维有限元的方法进行了计算分析.探讨了不同尺寸桩基础的变形计算结果,给出了桩基础宽度与地面转角的关系曲线.经过与理论计算结果比较,对大悬臂结构基础的受力和变形提出了分析意见.     

倍频变压器谐波磁场的分析与漏感抗的计算

提出了一种基于谐波平衡有限元算法的铁磁型倍频变压器等值漏电感的计算方法。计算了不同匝数、结构对漏电感的影响，并与测量值进行了比较，计算值与测量值基本一致，验证了漏电感算法的正确性，为设计、研制高效率的铁磁型倍频变压器提供了一种有效的分析方法。     

柴油机零部件有限元网格自动生成及修改方法

在有限元网格生成理论的基础上,探讨了柴油机零部件计算机辅助网格生成算法,并利用这些算法完成活塞、缸套等轴对称结构以及气缸盖的气道等复杂结构的全部三维有限元网格,为今后复杂结构的三维有限元计算中的网格生成提供了新的方法     

BP神经网络改进遗传算法在桁架结构优化设计中的应用

遗传算法直接应用于结构优化设计时,需要对每代进化种群的全部个体进行结构有限元分析,这将耗费大量的计算时长.文章针对这一问题,首先采集若干组进行结构有限元分析的数据样本,并代入BP神经网络进行网络训练和仿真,然后在运用优化算法进行优化迭代运算时,回避大量个体的有限元重分析过程,而代之以BP神经网络的预测结果,从而大量节省了计算时间.17杆平面桁架结构和42杆空间结构的算例表明,采用本文方法的计算耗时分别比原始的遗传算法节省80.39%和83.21%,且优化迭代过程能够稳定收敛,从而验证了本文方法的有效性.     

柴油机零部件有限元网络自动生成修改方法

在有限元网格生成理论的基础上,探讨了柴油机零部件计算机辅助网格生成算法,并利用这些算法完成活塞、缸套等轴对称结构以及气缸盖的气道等复杂结构的全部三维有限元网格,为今后复杂结构的三维有限元计算中的网格生成提供了新的方法。     

全船有限元结构分析的若干关键技术

阐述了全船有限元结构强度分析的直接计算流程和方法,以6 000 t甲板驳船为例,对其中的若干关键技术,如甲板货物的不同模拟方法(虚梁法、多点约束法和质量点法)及剖面荷载参考点的选取等进行了研究,提出了相关建议.在此基础上,实现全船的结构强度评估,以期对全船有限元结构分析中相关关键技术的应用提供一定的参考.     

钢管混凝土拱桥模型的模态测试方法与应用

以结构模态参数为基础的结构动力分析是桥梁结构动力分析的关键问题之一.首先建立某一钢管混凝土拱桥的有限元模型,并进行动力分析.其次对该模型进行模态试验,采用结合环境激励技术的特征系统实现算法(ERA法)识别该结构的模态参数,即识别得到该结构的前6阶频率和振型.最后通过比较测试结果与有限元计算结果可知,对此类复杂结构作进一步的有限元模型修正是必要的.