位移函数在直角坐标下二次完备的9参数平面等参非协调元

本文利用直角坐标下函数的完备性来建立等参坐标下的非协调位移函数,给出了一对在直角坐标下二次完备的四边形平面等参非协调元。计算实例表明,由此构造的非协调元具有良好的数值性能。     

内参型非协调元位移试解完备性的研究

本文提出在非协调等参位移元的研究中应该注意到总位移函数在直角坐标下的完备性。根据这一思想,文中针对弹性力学平面问题建立了新的非协调等参位移元模型系列,良好的数值实验结果表明了这一研究思想的合理性。     

C1阶协调矩形薄板单元的对比分析

提出了一种直接由协调单元边界位移插值单元位移的特殊插值法,用于构造对称协调和完备的12节点参数薄板矩形单元,分离单元完备性条件和C1阶连续条件的相互影响,构造C1阶连续协调且完备的薄板单元,并构造出一种对称性更好的新型矩形协调薄板单元.该薄板单元具有完备性和真正的C1阶连续性,列式清晰,形函数表达更符合常规函数,对有限元程序不必作大的改动,只需修改挠度插值函数,即可进行常规的有限元分析,从而解决了薄板矩形单元的C1阶连续性问题.研究结果表明:矩形协调单元的计算结果比非协调单元的计算结果精确,收敛速度快,稳定性强.     

基于六面体体积坐标的新型8结点实体单元

六面体体积坐标方法是构造高性能三维实体单元的新工具。基于六面体体积坐标方法,构造了含有内参的8结点实体单元HV3D8。其基本位移场的形函数由点协调广义协调条件精确确定,并按照Wilson非协调元的模式进一步建立了单元内部位移场,这样使得该单元的位移场对整体坐标是二次完备的。数值算例表明:该单元在各种弯曲问题中不仅计算精度高,而且抗网格畸变能力优于其他同类等参元,显示了六面体体积坐标和广义协调理论相结合的特有优点。     

2-距离空间中带有对称函数的非唯一不动点定理

在轨道完备的2-距离空间中研究带有对称函数的一类映射的非唯一不动点的存在性,在一定条件下证明了几个新的带有对称函数的不动点定理,改进和推广了相关结果.     

基于SBFEM和样条插值的多边形偶应力/应变梯度理论单元

偶应力/应变梯度理论是刻画材料在细观或微观尺度的应变非局部化现象的理论,其基本方程是在传统连续体力学二阶微分方程基础上增加含有材料长度参数的四阶微分方程.偶应力/应变梯度理论有限元的节点参数包含位移的函数值和导数值,并由C0-1和C1增强分片检验要求单元对位移函数满足2次完备性和C0连续.相比三角形和四边形单元,构造具有高阶完备性的多边形单元形状函数更有难度,目前还缺少用于求解偶应力和应变梯度理论的多边形单元的研究.本文采用比例边界有限元方法(SBFEM)和基于离散Kirchhoff理论的多边形薄板样条单元(DKPS)相结合的方法,构造用于求解偶应力/应变梯度理论的多边形单元(SBFEMd3-DKPSd2).分别用SBFEM中环向3次单元和DKPS单元计算单元应变和应变梯度的刚度矩阵,避免了单元形状函数表达式的计算,并满足偶应力/应变梯度理论分片检验的要求.数值算例显示,该单元对凸多边形、非凸多边形和1-irregular退化的网格都有很好的计算精度.     

采用解析试函数法构造的抗畸变五节点平面单元

文章以解析试函数法作为工具,以弱式分片试验作为单元收敛判别标准,构造了两个五节点平面单元ATFM5-I和ATFM5-II.这两个单元在边界协调性上分别满足点协调和点-边组合协调条件,位移场均实现了直角坐标的二次完备,因此,消除了采用直角坐标易使单元出现方向性的问题,且当单元形状扭曲时,位移场的完备次数不会随着衰减,从而从根本上保证了单元的抗畸变性能.算例表明,这两个单元都有着良好的精度和收敛性,除了可以作为过渡单元外,还可以用于曲边界问题的拟合.     

粗网格划分下具有高精度的六面体广义协调元

针对薄壁结构三维实体有限元分析存在单元划分过多的问题,构造了一种能适应粗单元网格划分的六面体广义协调元.该单元以六面体十二结点等参元为基础,通过在单元不同坐标方向有选择性地补充非协调位移插值项,使得单元在粗网格划分下仍能保持良好的性能.所构造的非协调位移场满足网格无限划分时的边界极限协调条件,因而能确保单元收敛性.数值计算表明,该广义协调元具有很高的计算精度,能适应边长尺寸相差悬殊的单元网格划分.     

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.     

具有转角自由度的曲面矩形扁壳元

扁壳单元中引入结点转角自由度可以在不增加结点的情况下,增加位移场的阶次,提高计算精度,从而显著地提高单元性能。利用广义协调薄板单元RGC-12的位移函数作为扁壳元的法向位移,利用广义协调矩形膜元的位移函数作为扁壳面的切向位移,构造了一个具有转角自由度的4结点广义协调曲面矩形扁壳元。并通过实例分析对该单元的收敛性和精度进行了验证,数值算例的结果表明,该单元收敛稳定迅速,用较少的自由度就获得了很高的精度,是一个性能良好的壳单元。     

单室箱梁考虑剪切与剪滞双重效应的挠曲函数

基于单室箱梁翼缘板选取最大剪切位移差函数为广义剪力滞位移函数,通过假定箱梁竖向变形由腹板剪切变形与翼板剪滞效应引起的位移,利用变形协调条件和能量变分法最小势能原理推导了特定边界和荷载条件下考虑剪切变形的单室箱梁的挠曲位移表达式。利用推导的挠曲微分方程计算了单室简支箱梁承受均布荷载作用下的挠度,对靠近梁端部采用挠度修正系数线性内插求解竖向变形,建立单室简支箱有限元分析模型;对比解析解和数值解。结果表明:剪切变形对简支单室箱梁承受均布荷载作用的挠度具有一定的影响;利用推导的公式能够快速、有效地计算简支单室箱梁承受均布荷载下剪切与剪滞双重效应的挠度;跨中挠度与数值解差6%,吻合良好。     

Hamilton体系下分离变量法可和性

非自伴算子特征函数系的完备性是一个非常困难的研究课题,至今还没有统一的处理方法.对一类可用分离变量法求解的偏微分方程引入Hamilton系统,论证了基底函数组的辛正交系分别在Abel平均与Cauchy主值意义下的完备性与收敛性,并将Abel平均意义下的结论推广到更一般情形,即θ可和性意义下的情形.特别地得到了给定级数在...     

模糊数值函数空间C_F[a,b]的完备性和可分性

证明了模糊数值函数空间CF[a,b]在模糊Hausdorff距离下是完备的和可分的.     

Poisson方程的组合杂交有限元方法

将能量优化思想应用到Poisson方程的一类边值问题数值求解中，得到一种组合杂交有限元计算格式，利用Wilson非协调位移和Taylor非协调位移构造了两组低阶四边形有限元．相应于双二次元Q2，计算量较小且精度接近．     

中介谓词逻辑MF完备性的一些结果

本文讨论了中介谓词逻辑系统 MF 的完备性。为了证明 MF 的完备性定理,在文中引入了协调性与极大协调集等概念,获得了中介谓词逻辑系统 MF 完备性的几个基本结果。     

具有渐近非负Ricci曲率完备非紧的黎曼流形

研究了一类具有渐近非负Ricci曲率完备非紧的n维黎曼流形,利用推广的Excess函数和Busemann函数,证明了具有渐近非负Ricci曲率完备非紧的n维黎曼流形在k_p(r)≥-C/(1+r)α和大体积增长的条件下具有有限拓扑型,从而推广了已有的一系列结果。     

非均质粘弹性地基动力柔度系数简化分析

应用样条半解析法求解非均质粘弹性地基的动力柔度系数,将地基划分为有限个水平层单元,位移函数表示为一次样条函数与Fourier级数的乘积形式、根据复阻尼理论的Lagrange方程,将问题归结为求解若干次低阶复代数方程,通过数值分析讨论了地基非均质性、介质本身粘性阻尼比等参数对地基响应的影响。所建议的方法是具有良好精度的有效计算方法,可以应用于大型建筑物与复杂地基的动力相互作用分析。     

重心插值Galerkin法求解梁弯曲变形问题

本文运用广义函数建立非连续载荷作用下梁弯曲变形的控制方程,采用重心有理插值函数作为试函数,利用Delta函数的积分筛选性,建立重心有理插值Galerkin法求解梁弯曲变形问题的计算公式。数值算例表明,该方法原理简单,易于程序实现,数值计算精度高。     

具有非负Ricci曲率和大体积增长的非紧黎曼流形

应用Gromov-Hausdorff收敛性和Toponogov型比较定理得到临界半径CP的一个上界估计,结合距离函数与临界点的关系,得到具有非负Ricci曲率且满足αM>12的完备非紧Riemann流形在几个距离函数有限的条件下微分同胚于Rn的结果,从而进一步支持P.Petersen的猜想.     

非均匀饱和土层的波动响应分析

采用基于混合物理论的多孔介质模型,建立饱和土介质一维动态响应问题的控制方程,在基本方程中考虑土体的非均匀性以及变形过程中的固体颗粒相和孔隙流体相体积分数的变化.选取固体骨架位移、孔隙流体位移以及孔隙流体压力作为状态变量,利用Laplace积分变换建立问题的状态方程.作为数值算例,考虑饱和土层的物理力学性质沿深度方向按指数函数连续变化,利用打靶法和数值Laplace逆变换获得在阶跃荷载作用下的位移和应力场物理量的瞬态响应,重点分析讨论材料非均匀性对饱和土介质动力特性的影响.结果表明,非均匀性对饱和土的瞬态响应有显著的影响;在小变形假设下组分相的体积分数变化很小.