基于区域分解的混合法计算节点电场强度

针对基于节点电位有限元方法计算节点电场强度,尤其是针对多媒质问题时边界及交界面上的电场强度计算精度低的问题,提出了基于区域分解的混合法计算研究区域内的节点电场强度以及边界电场强度法向分量和切向分量的方法.根据材料属性的不同将计算区域进行分解,然后对各区域分别采用加权平均法、边界电场约束法以及反距离加权平均法计算区域内部节点电场强度、边界(或交界面)节点电场强度的法向分量和切向分量.对一个具有解析解的同轴电缆模型,分别用混合法和Ansys软件进行计算,对比结果表明混合法的计算精度明显高于Ansys软件方法.     

大型洞室围岩计算中分期施工计算机程序处理

在有限元程序中设置“0”类区和虚单元,程序能自动识别新开挖边界节点号,并通过施加卸荷荷载的方法计算大型地下洞室分期施工各阶段的围岩变形和应力。虚单元不计算单元刚度矩阵,不参与形成总体刚度矩阵。虚节点无节点力,不形成方程。通过标志矩阵自动搜索新的开挖边界节点,并由单元应力计算出节点的卸荷荷载。     

大型洞室围岩计算中分期施工计算机程序处理

在有限元程序中设置"0"类区和虚单元,程序能自动识别新开挖边界节点号,并通过施加卸荷荷载的方法计算大型地下洞室分期施工各阶段的围岩变形和应力.虚单元不计算单元刚度矩阵,不参与形成总体刚度矩阵.虚节点无节点力,不形成方程.通过标志矩阵自动搜索新的开挖边界节点,并由单元应力计算出节点的卸荷荷载.     

一种计算对称反对称及周期性问题的改进无网格法

分析对称反对称或周期性问题时,通常只需要取一半或一个周期的局部模型进行离散求解．由于无网格法存在较为显著的边界截断效应,与整体模型相比局部模型的无网格解答精度会有所下降,在边界附近更为显著．为消除这种边界效应,提出了一种改进的无网格近似方法．该方法考虑了局部模型外的节点（虚拟节点）对于模型内各节点（真实节点）的近似影响,并利用对称反对称或周期性关系压缩虚拟节点的自由度,在不增加额外自由度的条件下能够使局部模型和整体模型得到完全相同的结果．通过求解对称反对称和周期性问题算例验证了该方法的有效性．最后对一般性问题的无网格边界效应也进行了简要的讨论．     

柴油机曲轴应力状态的计算与分析

本文以６１８０柴油机整个曲轴作为有限元计算模型,将曲轴离散为三维２１节点和１６节点单元及边界元,通过适当选取受力条件与约束条件,在大型机上完成了曲轴的有限元强度计算。本文还采用电测法对该曲轴应力状态进行了测量。计算结果与实验结果吻合较好。     

网格结构节点的弹-塑性分析研究

本文对网格结构的节点进行了弹-塑性分析,用非线性有限元方法计算节点。为了验证所用理论及计算程序的可靠性还用电测法对三种典型节点作了单向拉伸试验。结果表明本文所用理论及程序具有较高的精度。最后综述了进行弹-塑性分析的必要性。     

收进节点变截面柱的有限元计算分析

由于普通结构设计软件无法实现超高层向内错位变截面柱节点细化的计算分析,为解决这一问题,通过采用ANSYS计算程序,针对整体结构进行静态和模态分析,并与TBSA程序计算结果进行比较,同时提取收进节点处上层柱的内力,将其施加于收进节点的实体模型,进行了精细的有限元计算分析;检验收进节点实体模型内部应力是否满足强度要求,验证结构设计时收进节点配筋和选型的合理性.结果表明,ANSYS计算程序能够准确完成普通的结构设计软件无法完成的复杂的结构模型的细化的有限元分析.     

单层平面索网幕墙结构非线性分析

针对单层平面索网幕墙结构静力分析的特点,提出了二节点直线杆单元有限元模型。建立了非线性有限元基本方程,利用Newton-Raphson法进行计算,编写了相应的有限元程序。结合实例对索网结构的位移和应力进行了计算分析,并与ANSYS软件计算结果进行了对比,二者吻合较好。分析结果表明此单元模型有较好的精度,能适用于单层平面索网幕墙结构的非线性分析。     

基于ABAQUS的水工混凝土细观分析周期性边界条件自动施加

在混凝土计算均匀化的研究工作中,与Dirichlet和Neuman边界条件相比,周期性边界条件因其计算结果精度高的优点得到广泛应用.但是,对于水工混凝土而言,其细观数值模型结构复杂,单元节点众多,使得周期性边界条件的施加成为一个难题.为此,本文基于周期性边界条件理论以及有限元计算软件平台ABAQUS,提出了水工混凝土细观分析周期性边界条件自动施加方法.最后,在3种不同工况下,使用本文方法对混凝土细观数值模型施加周期性边界条件.结果表明,3种工况下,混凝土数值模型的变形和应力分布均符合周期性边界条件的特征,即位移连续和应力连续,验证了本文所提出的周期性边界条件自动施加方法的正确性.     

无界问题自然边界元与有限元的迭代耦合

根据区域分解算法的思想,研究了自然边界元与有限元耦合法的D-N迭代原理,并编写了耦合法计算程序,求解了带方孔的无界平面弹性问题。算例计算结果表明:当计算半径R取为孔洞尺寸的1.2倍,耦合法网格划分时取144个节点即可较好的逼近收敛值,而相同收敛效果有限元网格划分时需取272个节点。并且,在迭代过程中,松弛因子的选取对迭代收敛速度的影响很大,当松弛因子取0.2时,迭代收敛速度最快。     

有限元结构分析中套筒连接件的处理方法

提出了使用通用有限元程序进行结构分析时套筒连接件的处理方法 .建立计算模型时将套筒对主结构的支撑作用简化成弹性边界元 ,算例表明结果令人满意     

模拟含随机分布椭圆形夹杂弹性体的边界元法

为了模拟含随机分布椭圆形夹杂固体的等效力学特性 ,根据椭圆形夹杂积分区域的相似性 ,提出了求解此类问题的边界元计算方案。通过利用著名的有限元商用软件MSC.Marc和边界元程序对含有两个非常接近椭圆夹杂板材的对比计算分析 ,表明该文提出的边界元方案比有限元法具有更高的计算精度和计算效率。最后 ,对含有 5 0个随机分布椭圆夹杂的板材进行了计算分析 ,从而为长纤维状复合材料宏观等效力学特性的研究提供了可靠的数值模拟方法。     

不规则布置梁加强环式梁柱节点承载力及刚度

不规则布置梁节点的设计是钢结构设计中的难点.文中以不规则布置梁加强环式梁柱节点为研究对象,进行了该类型节点的足尺模型试验,了解节点的受力性能和破坏机理.基于试验结果,采用理想弹塑性应力-应变关系和Von Mises屈服准则,并考虑几何非线性的影响,建立了与试验模型对应的有限元分析模型.在此模型基础上,利用有限元程序进行了参数分析.综合试验、有限元分析结果,提出了不规则布置梁加强环式梁柱节点承载力和刚度的计算方法.     

有限元整体刚度矩阵的一种快速解算方法

根据有限元整体刚度矩阵的特点，提出了快速解算方程的一种方法，通过对程序的运行，可以实现运用常规内存快速计算４０００个节点的有限元计算，并可实现快速解算大型稀疏对称线性方程。     

渗流有限元计算中等水头二类边界的处理及原理

在进行新疆某水源地的地下水渗流有限元计算中,遇到必须以水量不很丰富的湖做边界的问题,这个边界不符合第一类边界的条件,它应当是待求水位的第二类边界。但要求在边界上的各节点地下水位相等。本文介绍利用变分原理求得一个新的等水头方程式,参加有限元计算,效果良好。     

T形截面柱框架节点试验及非线性有限元分析

对6个T形截面柱框架节点试件进行了试验,分别以梁截面高度、柱轴压比和节点区水平箍筋体积配箍率为变量参数,研究了节点区裂缝的形成与开展、节点的破坏机理;提出在低周期反复荷载作用下T形柱框架节点的裂缝呈反“K” 型,而不是类似于常规矩形节点的“X”型交叉裂缝,其受力机理偏于较陡的斜压杆受力模型;运用大型通用有限元软件ANSYS的二次开发语言APDL对T形截面柱节点进行非线性有限元分析,结果表明离散型非线性有限元模型计算结果与试验结果有很好的吻合。改变有限元程序参数使节点发生核心区剪压破坏,对节点裂缝的形成与开     

平面有限元计算中轴承负荷转为节点力的一种解法

在平面有限元计算中,必须把轴承负荷转为节点力。现有方法:①积分平均法,②平均积分法,③梯形法。这些方法都作了一些近似假定,所以是近似的非数值解法。 本文根据静力学完全等效原理提出一种精确数值解法,并对余弦分布的轴承负荷转为节点力的解法作了具体的数学推导,得出了精确数值计算公式。 本文提出的解法可以提高平面有限元计算的精确性,便于编制平面有限元计算的通用程序。     

动节点对自适应接触边界元法

Kamiya提出的弹性接触问题边界元分离解法和申光宪、陈一鸣、刘德义等引入最优罚因子的边界元分离解法，关于计算中接触状态的判别比较模糊，所得接触区与真实接触区相差很大。对此，本文进行了严密的分析，提出一种新的动节点对自适应分离接触迭代判别方法及实现方案并详细描述了数据结构，同时，还编制了自适应动节点对分离接触迭代方法的边界元程序(2-DECPAOBEM)，证实了本文新方案、算法的有效性，从而获得更精确的真实接触区及边界元解。     

基于模拟退火算法的无网格节点生成技术

为克服目前无网格法布点技术仅适用于特定问题的缺点,在分析节点生成技术数学本质的基础上,提出了一种基于模拟退火算法的无网格节点生成技术.该算法结合k-means方法和模拟退火算法(SA)求解约束条件下的多峰值函数全局最小值,在待求计算域内和边界自动生成无网格计算节点,且节点为计算域对应质心Voronoi结构的质心点.该算法可以普遍用于包括凹域和多连通域等任意形状域的布点计算,尤其适用于给定边界节点位置情况下域内无网格节点的生成问题.将所生成节点用线段连接起来,也可以直接得到有限元网格.     

柱腹板在横向荷载作用下的性能分析

利用ANSYS程序对钢柱腹板连接节点进行有限元分析,建立柱腹板连接节点的分析模型,并对其应力分布进行了详细分析。基于弹性理论和屈服线模型建立了薄膜法计算模型,推导出柱腹板在横向荷载作用下承载力的计算公式。