求解旋转板、壳振动问题的半解析有限元分析

根据小变形弹性理论,用有限棱柱法解决了旋转板、壳自由振动的问题·通过分析旋转板、壳被分成若干个半解析的环形棱柱单元,位移函数采用环向为解析的三角级数而径向和轴向为离散的插值函数,推导出刚度和质量矩阵,计算了板、壳实例,并与实验值作了对比,得到了很好的结果     

基于MATLAB的静态场边值问题求解方法

以MATLAB作为计算工具,分别采用解析法、有限差分法和有限单元法解决了静态电磁场边值问题,然后将三种方法求得的计算结果可视化并进行比较分析.解析法的可视化过程采用将自变量离散后代入解析解,求出位函数的离散值,用MATLAB编程将结果可视化;有限差分法和有限单元法是根据不同的算法直接求解微分方程,采用MATLAB编程和PDE工具箱将结果可视化.文章阐述了三种求解方法的原理,分别给出了求解的具体步骤和程序,指出利用不同方法借助MATLAB处理静态电磁场的边值问题在教学中具有推广意义.     

用有限棱柱法分析旋转壳的非轴对称温度场

有限棱柱法是一种解析与数值结合法,本文探讨了有限棱柱法在旋转壳的稳态非轴对称温度场分析中的应用,并给出了相应的单元格式.     

用数值与解析结合法分析钢筋混凝土电视塔旋转厚壳结构

本文结合大型钢筋混凝土电视塔塔楼旋转壳分析,介绍了分析旋转厚壳的有限条法和用有限条单元编制的实用程序Ronl.l. 文中讨论了数值与解析站结合法在实际工程中的应用,并给出了程序Ronl.l的工程应用算例。     

三维波形复合夹层体系半解析法有限单元分析

将有限单元半解析法用于求解三维填充式波形空间结构。构造了结构受弯窄条的反力矩阵。根据有限单元半解析法将位移场表示成两个方向位移的组合：一个方向以函数形式给定位移形状；另一方向为求解有限单元法的代数方程组。最后通过算例验证表明：有限单元半解析法对于求解空间填充式结构非线性问题具有精度高，收敛快，易于计算机编程的优点。     

地震力作用下刚性旋转壳储液罐液体动力反应的有限元分析

本文利用有限单元法分析了在水平地震作用下刚性旋转壳储液罐液体的动力反应。理论分析与形成有限单元公式所作的基本假设是罐内液体为理想流体以及它的流动是无旋、无源和无汇的。 上述问题只有在圆柱形罐时才有解析解。根据理论分析与本文所建立的有限元公式设计了计算机程序,用它算出的储液罐内液体晃动的固有频率与地震动力反应值与解析解相比具有很好的精确度。我们利用这一程序计算还得出:尽管Housner's法是一种近似法,它只能求出液体晃动的基频,但该法具有相当的精确度。     

承压含水层地下水稳定流的有限层分析

有限层法是一种对空间某一方向进行数值离散,而在其余两方向采用连续函数的半数值半解析方法.该方法能有效地将三维问题简化为一维问题求解,从根本上解决了常用数值分析方法在模拟三维地下水运动时存在的计算工作量大、占用内存多、耗时大等缺点.文中基于有限层法的优点,推导了以伽辽金法结合贝塞耳函数为基础的层状非均质各向异性承压含水层的稳定流有限层方程,并编制了相应的计算程序.通过对2个经典算例的数值解与解析解对比分析,验证了该方法的正确性.     

非轴对称荷载作用下有限长圆柱厚壳的解析解

本文针对有限长圆柱厚壳承受非轴对称荷载的问题,在假设径向剪切应变沿厚度方向二次分布,径向正应变沿厚度方向一次分布的前提下,建立了包含未知量的位移表达式;采用Heaviside函数和Dirac函数表述荷载的作用形式,基于最小势能原理导出了包含七个未知函数的平衡微分方程组;在设定双三角位移函数的基础上,应用Galerkin法,求得了圆柱厚壳应力与位移的解析解.通过具体算例,将所得到解析解的计算结果与ANSYS数值解进行了对比分析,验证了解析解的可靠性.     

结构灵敏度分析的解析方法

对基于有限单元法结构设计灵敏度分析的有限差分法,半解析法和解析法进行了评述,针对不同性质的设计变量,推导了杆件单元和块体等参单元设计灵敏度分析的解析公式,给出了解析求解劲度矩阵,荷载矩阵及单元内（应）力矩阵对设计变量导数的算法。算例表明,本文方法计算精度高,方法简单,计算工作量少。     

两半导体球壳内电位的计算与分析

运用有限差分法并通过MATLAB编程对两半导体球壳内的电位进行了数值计算,与解析解结果比较,其相对误差很小.因此,在电磁场计算与分析过程中,把两种方法结合起来,可加深对场域中电位分布情况的理解,又能起到相互验证的作用.     

高层建筑结构分析的有限元—有限条混合方法

在高层建筑结构分析中将有限元与有限条方法结合起来,用三次Ｂ样条函数的线性组合作为位移函数,并构造了广义有限杆单元,解决了有限元有限条混合单元的连接问题,可以进行框架－剪力墙及框支剪力墙等的分析。编制了专用计算程序。工程实例计算表明：计算结果与现有的试验结果吻合较好,计算精度是令人满意的,具有工程实用价值。     

簿壁杆件在纯弯下屈曲的样条有限杆元法

根据位移变分原理,用一个称为样条有限杆元法的综合方法对任意截面形状的薄壁杆件在纯弯下进行屈曲分析,并提出用一个经过变换的三次B样条函数来模拟薄壁杆件横截面的纵向翘曲位移场.屈曲分析考虑了反映剪力滞后现象的杆壁中面上剪应变的影响,与经典理论及有限元软件包COSMOS/M的结果比较,本文方法能够灵活、精确和有效地进行薄壁杆的屈由分析.数值算例的快速收敛说明了文中数值结果的可靠性.     

盘式制动器热弹性耦合分析

探讨了汽车盘式制动器的摩擦接触热弹性耦合非线性问题及其分析方法.利用有限元分析软件ANSYS 8.1建立盘式制动器热弹性耦合分析的三维有限元模型,确定对模型求解的边界条件、载荷步及模拟工况,研究进行制动器热弹性耦合分析的过程,通过仿真计算得到制动器工作过程中制动盘瞬态温度场、应力场等重要信息.     

基于相对自由度壳的非线性动态分析

为了简便有效地解决板壳结构的大变形问题 ,针对16节点相对自由度壳单元进行研究。该单元的位移场由壳的中面节点位移和上表面节点的相对位移组成 ,不带有转动变量。所有的研究都是基于完全的三维位移、应力、应变场。利用 Hu- Washinzu变分原理 ,采用拟应变法 ,对应变场另行假设 ,能够改善该单元在大变形情况下的计算精度。通过引入 Wilson非协调模式 ,构造了大变形情况下的拟应变场表达式 ,给出了该单元用于解决非线性动力分析问题的有限元求解方程。算例表明 :该文针对相对自由度壳单元提出的方法及推导的公式 ,能够解决壳的弹塑性大变形动力分析问题     

黄土坡面漫流过程的有限元模拟

本文应用有限元法求解地表径流的运动波方程,模拟了陕北子州岔巴沟流域内径流实验场的天然降雨的坡面漫流过程,效果尚好。这表明,有限元法是求解地表径流物理模型的可行方法。文中还分析了此模型在基本假定上的欠缺以及用于实际预报尚待解决的问题。     

含表面裂纹圆柱壳体的热力耦合效应

应用有限元方法对热-力耦合作用下含表面裂纹的圆柱壳体进行了分析计算,得到了局部加热条件下圆柱壳体结构的三维温度场以及热-力耦合作用下圆柱壳体结构三维断裂情况的数值模拟结果,所得结果说明温度升高使裂纹趋向闭合,这于实际情况是相符的.     

多孔介质中可压缩混溶驱动问题的新型流线-扩散混合元方法

提出了一类新型流线-扩散混合有限元方法求解多孔介质中可压缩混溶驱动问题。引入分裂正定混合有限元方法求解抛物型的压力方程,混合有限元方程组是对称正定的,并且流函数方程不依赖于压力方程。采用标准的流线-扩散法求解对流扩散型的饱和度方程,分析了算法的收敛性并给出了相应的误差估计。     

大型电除尘器钢结构立柱部件有限元分析

利用大型通用有限元分析软件ANSYS,对某型号电除尘器钢结构主要承载部件立柱及连接立柱的墙体建立有限元模型,并对模型进行了有限元分析,研究了在各种载荷共同作用下立柱部分结构应力(应变)以及位移(变形)情况。结果表明,分析计算具有较高的精度,所建模型和采用的计算方法合理,可进一步用于电除尘器结构的优化设计。     

大型电除尘器钢结构宽大梁有限元分析

根据某型号电除尘器钢结构主要部件宽大梁的结构特点，利用大型通用有限元分析软件ANSYS，建立了有限元模型，采用波前法对宽大梁进行了有限元分析，研究了在各种栽荷共同作用下宽大梁结构应力(应变)以及位移(变形)情况。结果表明，分析计算具有较高精度，所建模型和采用的计算方法合理，可进一步用于电除尘器钢结构的优化设计。     

矩形板动力刚化有限元分析

在有限元方法中首次引入了单元耦合形函数（阵）,以此将单元弹性位移表示成为单元结点位移的二阶小量形式,利用几何非线性的应变－位移关系式,在小变形假设条件下确定了单元耦合形函数,在此基础上,根据Ｋａｎｅ方程,运用模态坐标压缩,并采用适当的线性化处理,得到了包含动力刚度项的线性动力学方程,针对矩形板编制了动力刚化有限元分析程序,仿真算例证明了理论和算法的正确性。