电阻率测井三维模式匹配法中的平面数值分析

在地层非轴对称条件下建立了新型的坐标系,详细介绍了计算电阻率测井响应的三维模式匹配理论。在井轴与地层法线所形成的平面上用数值方法计算,与此面垂直的方向上用解析方法计算;详细推导了平面上的偏微分方程及其相应的等价变分问题;选定平面三角形基函数作为型函数,确定了单元方程和单元矩阵;给出了网格划分方法及其总体矩阵的安装方法;最后通过求解广义特征值问题完成了平面二维区域的数值分析。结果表明,在均匀介质中,新方法的数值结果与解析分析的结果是一致的,精度也得到了保证,验证了平面数值分析方法的正确性,为进一步完成全三维的模式匹配作好了准备。     

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。     

用四边形平面应力单元进行平面梁的几何非线性分析

采用共旋坐标法导出了四边形平面应力单元在大转动、小应变条件下的几何非线性单元切线刚度矩阵,在此基础上编制了相应的有限元程序.为了验证其正确性,用在悬臂端作用有集中力的平面悬臂梁来进行校核.计算结果表明,随着单元网格的加密,计算值越来越趋近于解析值,且计算值对单元形状的改变不是很敏感.由此说明所推导的四方形平面应力单元在大转动、小应变条件下的几何非线性单元切线刚度矩阵是正确的,在类似问题的分析中有一定的参考价值.     

浅层顶管施工引起地面沉降的预测

在软土地层中顶管施工所引起的地面沉降常常会造成邻近建筑物和地下管线的移动甚至破坏－ 通过对土与顶管的受力及变形的分析,在施工前预测特定顶管工程可能引起的地面沉降的幅度及其形态－ 理论分析和现场实测显示,顶管施工时管节周围土的运动是三维的－ 建立了处理上述三维问题的简便计算方法－ 基于半解析元法将顶管施工中三维土运动问题转换成一维数值计算－ 在轴向离散而在环向和径向取解析函数,建立了半解析单元的位移函数－ 给出了包括位移函数、刚度矩阵和荷载矩阵在内的理论分析过程－ 计算结果表明,半解析元法对于计算顶管施工中的地面沉降是行之有效的方法－ 根据分析与计算结果得到一些有价值的结论,包括结构与土的相互作用而言,顶管管节相当于隧道的衬砌－ 虽然顶管施工引起的地面沉降的沉降槽也近似于误差曲线,由于土的粘塑性变形,地面沉降的幅度在施工过程中是变化的－     

平面框架弹塑性分析的增量内力塑性系数法

提出一种分析框架结构弹塑性响应的新方法即增量内力塑性系数法。由该方法直接得到结构弹塑性增量割线刚度矩阵,并据此提出直接迭代算法求解结构增量平衡方程。研究结果表明:直接迭代算法与经典的牛顿-拉夫逊方法相比,它不用数值积分形成结构弹塑性切线刚度矩阵,也无需在每次迭代步中计算结构整体不平衡力,简化了计算过程;弹塑性增量割线刚度矩阵可以显式给出,减少了计算工作量,且计算结果与经典解析解以及其他数值解十分接近;采用增量内力塑性系数法分析一般平面框架只需采用至多2个单元离散框架构件就可以得到足够的计算精度。     

平面定常Stokes方程的Galerkin边界元解泌

把平面定常Srokes方程的边值问题转化为边界积分方程后，通过与边界积分方程等价的变分形式，采用线性单元，利用Galerkin边界元方法求解．在计算单元刚度矩阵时，对二重积分的第一重使用精确积分，第二重使用数值积分，详细推导了第一重积分的解析公式．数值算例验证了Galerkin方法误差的理论结：E（u）=O（h^2）     

一种圆环电流空间磁场数值计算方法

圆环电流是最基本的理论磁体单元,其周围空间任意点磁场解析计算推导过程复杂。本文借鉴“割圆法”原理,推导了一种圆环电流周围空间任意点磁感应强度数值计算方法,基于该数值计算方法进行了圆环电流中轴线、圆电流平面、圆电流平面平行面及垂直面上磁场特征数值分析,并通过对比圆环电流完全椭圆积分磁感应强度解析计算结果验证了数值计算方法的准确性。研究结果表明本文圆环电流空间磁感应强度数值计算方法推导过程简单,能够方便计算空间任意点磁感应强度且准确度高。     

静电陀螺仪球形铍转子动态变形的若干解法

对静电陀螺仪球形铍转子的动态变形进行了解析与有限元数值分析.解析分析以弹性力学为依据,有限元分析采用ANSYS软件,在利用ANSYS软件进行有限元分析时,分别采用了实体单元中的轴对称单元PLANE183和三维二十节点的六面体结构实体单元SOLID186.解析解和有限元解吻合得很好,计算出的铍转子动态变形完全相同,分析表明数值解比解析解较为简单,而按照轴对称二维平面单元进行转子的动态变形计算是最为简便快捷的解法,使今后铍转子的弹性分析和计算大为简化.     

矩形薄板与无限层土地基的相互作用

用半解析单元法分析了矩形薄板与无限层土地基的静动力相互作用，提出了板单元和地基单元半解析位移函数。采用在水平两方向解析，在竖向进行离散化的方法，使三维相互作用的问题简化为一维数值计算问题。根据半解析单元法编制的程序操作简单，收敛速度快，提高了计算精度，大大减少了计算工作量。数值计算表明，在工程上必须注意基础附近的表层土的弹性模量的确定，而较深处层土的特性可粗略估计。     

无限多孔平面MSD的应力强度因子计算

阐明了复变应力函数方法及其近似迭加法的基本原理,并将其应用于无限多孔平面MSD应力强度因子的求解上.利用此种方法计算了无限平面上共线双孔、三孔和四孔对称裂纹情况的数值算例,通过与有限元结果的比较可知,该方法的计算结果精确、可靠,而且计算过程相对简单,易操作.这种利用解析函数性质求解出复变应力函数,并结合其近似迭加法计算应力强度因子的方法,能够很好地应用于无限平面上任意分布的多孔MSD结构,值得在工程断裂问题中得到推广