瞬态波动问题的有限元计算精度

本文就常用的直接积分法:中心差分法、wilson～θ法和Newmark法求解瞬态波动问题的精度进行分析并提出相应的改进计算精度的有效措施。     

附加阻尼结构弹性动力分析方法的对比研究

随着结构振动控制理论的发展,被动耗能装置被越来越多的运用到工程实践中去,它们往往具有非线性的的连接属性,需要非线性动力时程分析方法才能体现其作用.弹性状态下常用的非线性动力时程分析方法主要有直接积分法和快速非线性积分法(即模态积分法).本文一方面从理论上分析两种方法产生误差的原因;另一方面,以附加黏滞阻尼器的结构为对象,从单层结构到高层结构,从平面结构到三维结构,对比直接积分法和模态积分法两种方法之间的误差.结果给出了两种分析方法不同情况下的误差对比及其适用情况.     

非线性瞬态热传导的精细积分方法

采用精细积分法求解非线性瞬态热传导方程 .非线性因素包括热辐射边界条件和物性参数可变 .推导了瞬态非线性热传导方程中精细积分法的具体列式 .指出可利用指数矩阵的对称性和带宽特性提高算法的效率 ,并结合预测校正算法求解非线性方程 .数值算例验证了方法的有效性     

框架面板式构型卫星冲击响应特性分析方法

框架面板式构型卫星火工品作动时产生的高量级、高频响冲击载荷会导致星上单机设备的损伤,然而板杆耦合的力学特性导致冲击载荷的传递及衰减特性差异很大,分析评估关键部件的响应准确性差.本文通过直接积分法和模态叠加法对框架面板式构型卫星进行瞬态响应分析,比对两种求解方法优缺点并分析影响计算结果精度和时长的可能因素.仿真数据表明,对于爆炸冲击这类作用时间极短、高频成分占激起响应较大比重的载荷,模态叠加法虽然可以通过截断模态选取范围,调整时间步长解决直接积分法计算量大、运算次数多、计算时间长的问题,但易忽略高阶模态、影响计算结果的准确性.通过与地面试验验证结果比对,直接积分法更适应于框架面板式构型卫星的冲击响应分析.     

冲击荷载下大型结构时程响应分析的逐步缩减动刚度综合法

本文将缩减动刚度综合法与逐步积分法相结合,提出了一种分析大型复杂结构瞬态响应的动力子结构方法。该方法的主要特点是总运算工作量少,计算速度快。文末给出的算例验证了此方法的可靠性和有效性,其精度亦较高。     

转向架构架动应力解耦分析

采用车辆刚体动力学分析模型和Newmark直接积分法计算了直向通过道岔时 2 0 9HS转向架构架的载荷—时间历程 ;在建立构架有限元分析模型并编制流程控制文件后 ,采用ANSYS软件中的瞬态动力响应分析模块计算了直向通过道岔时构架的动应力 .结果证实对构架进行实用的动应力分析是可行的 .     

变截面柔性杆撞击动力学子结构法研究

采用固定界面模态综合子结构法对柔性体的撞击问题进行研究.首先提出研究的力学模型,将模型子结构离散化,导出撞击时多自由度高度非线性的动力学方程,运用无条件稳定的直接积分法(Newmark法)对动力学方程进行求解,得到了变截面柔性杆撞击力的时间历程和其他动力响应.通过重点研究柔性体子结构单元离散的划分与其物理参数之间的关系对计算结果的影响,得到了变截面柔性杆子结构离散的基本准则.此外,首次实现了对柔性体中瞬态应力波和速度波传播过程的刻画,可以显示撞击瞬态波多个波阵面传播.研究结果表明子结构法能够完整地描述变截面柔性体的撞击过程和分析撞击瞬态波传播机理,可以更广泛地应用于其他实际柔性机械系统撞击动力学问题的研究.     

结构动力分析一种简易的直接积分法

本文利用方块脉冲函数优良的运算性质,提出一种结构动力分析简易的直接积分法——方块脉冲函数法,具有无条件稳定的积分格式,并表明方法的可行和有效.     

多单元组合结构瞬态动响应分析在微型机上的实现

在微型机上实施积分法分析组合结构瞬态动响应的关键是形成、管理有效刚度阵及每一瞬时的荷载向量。本文采用瑞雷阻尼假设将WIlson-θ法的递推公式变形,避免存贮阻尼矩阵;引入荷载模式概念,只要存贮有限的荷载模式向量,便可方便地形成每一瞬时的荷载向量;设计了一种按内存资源分块法组装、存贮有效刚度阵.在IBM—PC—XT机上编制了多单元组合结构瞬态动响应分析有限元程序DDJDL2—W,计算实例表明计算结果合理、可靠。     

厚壁筒结构的可靠性计算与分析

分析了采用直接积分法进行结构可靠性计算的有关关键技术，包括积分区域的规则化处理、联合概率密度函数的构成和积分区域内的多维数值积分问题等，接着研究了厚壁筒结构的失效模式，建立了厚壁筒结构强度失效的失效状态函数，最后应用结构可靠性计算的直接积分法进行了厚壁筒结构的可靠性分析与设计研究。本文的研究为厚壁筒结构的设计、制造提供了理论参考，其方法可以应用于建筑、机械、化工、船舶等许多领域。     

求解结构振动非线性特征值问题的一个方法

本研究结构分析中动态有限元引起的非线性特征值问题。中提出将动态有限元法与Ｒｉｃａａｔｉ传递矩阵法相结合求解振动非线性特征值问题。该方法减少了普通动态有限元法中结构划分所需的节点数，大大扩大了在微型机上的求解问题的规模；对传递矩阵引入Ｒｉｃｃａｔｉ变换，从而比标准传递托 阵法减少了误差传递，提高了计算效率；采用Ｎｅｕｔｏｎ－Ｒｑｐｈｓｏｎ法代替行列式值试凑法计算频率值简单高效。最后，本给出了两     

钢筋混凝土剪力墙结构几何和材料双重非线性静力分析的伪动力有限元法

本文进一步发展了不需存贮结构刚度矩阵和求解非线性方程组的伪动力有限元法以应用于钢筋混凝土剪力墙结构的非线性静力分析，文中对钢筋混凝土材料采用Vecchio和Collins的非线性弹性抹平旋转裂缝模型，几何非线性采用Green应变公式计算，用平面应力三角形单元离散剪力墙结构，时间积分采用显示中心差分格式，数值计算表明，本文方法有效可靠．     

钢屋架瞬态动力响应的弹性波分析

介绍了杆系结构动力响应的弹性波分析的方法——回传波射矩阵法 ,并将其应用于受阶跃函数加载的钢屋架的瞬态响应分析 .与有限元法进行比较 ,结果表明 ,用弹性波方法所得到的动态响应含有丰富的高频分量 ,能更精确地描述结构的瞬态动力过程     

复杂消声器中穿孔管传递矩阵的研究

在数值解耦分析的基础上,对复杂穿孔管消声器中几种常见的穿孔管结构进行分析,推导出了各自的传递矩阵。与声学有限元分析结果进行比较,结果表明数值解耦分析结果与有限元分析结果在中低频率范围内具有较高的精度。数值解耦分析方法对复杂穿孔管消声器的研究具有一定的指导意义;并且相对于有限元分析节约了大量的时间。     

A COMBINED FINITE ELEMENT----RICCATI TRANSFER MATRIX METHOD FOR FREE VIBRATION OF STRUCTURES

A combination of Riccati transfer matrix method and finite element method is proposed for obtaining vibration frequencies of structures. This method reduces the propagation of round-off errors produced in the standard transjer matrix method and. finds out the values of the frquency by Nnwton-raphson method. As the application of this method, a numerical example is given for the case of vibration of a cantilever plate. By the result obtained. the method is shown to be more effective.     

并行数值仿真技术在盾构隧道地震响应分析中的应用

采用全三维非线性建模方法建立了盾构隧道总体有限元模型，模型规模上节点总数超过400万，单元总数超过380万．由于系统的非线性，且地震激励是一种时间历程，盾构隧道地震响应数值模拟的实质是一个超大规模非线性系统的瞬态响应计算问题，使得目前在地震安全性评价领域普遍采用的串行算法、串行软件和普通的计算机无法胜任此工作．本文根据所用超级计算机的体系结构特点，采用改进的区域分解算法，通过对盾构隧道总体模型合理分区来进行地震响应分析．地震波载荷选用调幅后的上海隧道场地人工地震波，应用通用非线性动力分析有限元程序LS-DYNA进行求解，计算结果可为隧道的抗震设计提供有力依据．     

基于分布质量的Riccati传递矩阵法模型与 轴系频响函数计算方法研究

基于分布质量模型的Riccati传递矩阵法，导出了轴系频响函数的计算公式。通过理论分析及具体算例的数值比较，表明该法应用于轴系频响函数的计算，具有计算简便、精度高、与划分单元数目无关等优点，是一种较为理想的计算轴系频响函数的新方法。     

厢式超大型浮体瞬态水弹性响应有限元分析

建立了分析任意动力外荷载作用下超大型浮体瞬态弹性响应的时域有限元方法,并通过已有的试验数据对该方法进行了验证.对浮式跑道在飞机着陆期间的瞬态行为进行了数值仿真分析,其中,飞机在着陆期间产生的外力、飞机的位置以及速度时间历程均采用波音747-400大型喷气式客机的数据进行模拟.计算结果表明:飞机着陆早期其滑行速度超过跑道弹性变形波速,而随着飞机减速直至完全停止后,弹性变形波才超过飞机并与停止的飞机碰撞而使部分弹性波被反射.     

计算结构稳态强迫振动的有限元传递矩阵法

对结构稳态强迫振动的有限元传递矩阵法进行了研究 .建立了结构在简谐激励力作用下稳态强迫振动的有限元运动方程 ,将普通有限元传递矩阵法中状态向量从左至右的传递改变为子结构界面刚度方程从左至右的传递 ,从而有效地减小了因矩阵多次相乘而产生的舍入误差积累 ,且克服了普通有限元传递矩阵法仅适用于链式结构 ,要求所有子结构边界自由度数相等的限制 数值算例表明该方法具有较高的计算精确度及较广泛的适用范围