考虑混合强化和弹塑性损伤的有限元模型

为了在进行结构非线性分析时考虑低碳钢在外部荷载的作用下发生的塑性变形,同时由于 材料内部缺陷的扩展而导致的材料物理力学性质的经,将损伤本构关系引入了有限元方程,基于弹塑性各向同性损伤的假定,对损伤有效力的表达式进行了推演变换,在更新的Ｌａｇｒａｎｇｅ格式的虚功方程的基础上,推导出了考虑材料损伤和混合强化本构模型的非线性有限元基本方程,并给出了求解的方法和具体步骤,所得结论适用于分析结构的低周疲劳。     

简析非线性有限元法

采用有限元法分析一般荷载作用下的钢筋混凝土结构时,要得到对结构性能的合理准确的模拟结果,除了需要合理的本构模型,还要有先进的数值分析方法。文中将对非线性有限元的特点做出分析,为进一步研究提供参考。     

力电湿多物理场耦合Cell-Based光滑有限元法研究

为了解决压电结构在实际工程应用中受到空气湿度影响的问题，基于压电材料的本构方程、几何方程和平衡方程提出了力电湿多物理场耦合Cell-based光滑有限元模型.建立了一种新型压电俘能器，并对其简化模型的静力学性能进行求解，对比了不同湿度变化对结构性能的影响.与有限元法的计算结果对比，Cell-based光滑有限元法采用较少的网格就能够达到与有限元法采用较多的网格相同的精度，验证了本方法的正确性和有效性.研究发现，较小的湿度变化给结构的广义位移带来了较大的影响.压电结构在潮湿环境下的性能研究为复合材料产品化过程提供了理论依据.     

RC结构二维非线性有限元分析模型的探讨

由于钢筋混凝土结构组成材料的特殊性，在有限元分析过程中，材料本构模型特别是混凝土的材料模型对分析结果的合理性和准确性有很大的影响。对RC结构的二维有限元分析（2D-FEA）的钢筋、混凝土的材料本构模型的合理选取进行了探讨，通过RC平板和单层剪力墙的二维非线性有限元分析，分析结果与试验结果符合较好，得出文中所探讨的材料本构模型能较好地模拟RC结构的非线性特性。     

弹塑性问题的摄动随机有限元增量方程的建立和分析

将摄动随机有限元法引入到材料非线性问题的分析中,得出了弹塑性问题的摄动随机有限元增量方程组.通过两重迭代———平衡方程的迭代和本构关系的迭代,求解该非线性方程组,即可得到节点位移增量和单元应力增量的一阶和二阶变异量,从而求出其均值和方差,并进而利用叠加原理求得加载结束后单元应力的均值和方差.     

神经网络智能算法在砂砾石本构模型中的应用研究

通过人工神经网络方法构建砂砾石材料的非线性本构模型,结合工程实例进行了有限元分析计算,提出了对有一定高度的同性材料按不同围压进行分区,并结合神经网络本构模型进行计算的方法;研究结论对神经网络在本构模型上应用的特点提出了基本的研究思路.     

正交曲面坐标系中非线性热本构方程

从各向同性材料的非线性热本构方程出发,研究了将张量形式的非线性热应力本构方程转换到正交曲线坐标系下的非线性热应力本构方程,分别推导出曲线坐标系下的非线性本构方程和非线性热本构方程。由此可以进一步得到球壳、圆柱壳等形状的非线性热应力应变关系,并推导出正交曲线坐标系下非线性内力和非线性内力矩。张量函数在任意坐标系下都成立,具有普适性,但是在实际应用中需要转换到特定的坐标系下进行分析,所以推导出正交曲线坐标系中非线性热应力本构方程具有重要的意义。     

一种分析框架结构非线性响应的方法

在有限元动力学方程和材料本构关系的基础上,提出一种结构在准静态和动态荷载作用下的非线性分析方法。建立系统的平衡方程和本构关系方程,并同时联立求解可得到结构的非线性响应。此外,考虑到单元之间的变形协调条件、边界条件、本构关系,提出了一种新的算法,该算法适用于任何性质的单元,且求解的精度较高。最后,通过一个门式刚架的数值模拟验证了该方法的有效性。     

沥青路面永久变形的非线性本构模型研究

为了合理地预估沥青路面的车辙, 建立了一个新的非线性粘弹-弹塑性本构模型. 此模型是由广义的Maxwell模型串联一个弹塑性模型而组成. 然后, 从蠕变的角度详细推导了广义的Maxwell模型的线性和非线性的粘弹性本构方程. 采用非线性有限元法对4种沥青混合料的车辙深度进行了计算, 并与SHRP的有限元结果以及SWK/UN的实验结果进行了比较, 说明所建立的非线性粘弹-弹塑性本构模型是有效的. 此模型可以体现沥青混凝土材料的非线性弹性、塑性、粘弹性、非线性粘弹性对沥青路面车辙的影响, 较为全面地反映沥青路面永久变形的特性.     

高强钢筋混凝土框架柱斜向水平受力非线性有限元分析

为了能够准确地分析高强度钢筋混凝土框架柱在斜向水平受力条件下非线性特点,深入地研究了非线性有限元技术在其中的应用。首先,研究了高强度钢筋混凝土框架柱非线性有限元分析的基本理论。其次,分析高强度钢筋混凝土框架柱材料的本构关系模型,分别选择了混凝土和钢筋的本构关系的数学模型。最后,进行了高强度钢筋混凝土框架柱斜向受力的有限元分析。研究了加载角度和轴压比对框架柱载荷-位移曲线的影响规律,从而找出了框架柱斜向受力的破坏机理。     

高层建筑框架-剪力墙结构优化设计

本文以结构造价为目标函数．以现有的钢筋混凝土结构设计规范为约束条件．采用非线性规划算法．结合有限元法对结构进行内力分析．编制了钢筋混凝土框架-剪力墙结构优化设计程序．并给出钢筋混凝土框架-剪力墙结构优化设计实例。     

Thermoelastoplastic Deformation Analysis of Electromechanical Equipments under Electrocaloric Shock

A coupled thermomechanical model is presented to investigate the thermoelastoplastic deformation mechanism of electromechanical equipments under the condition of electrocaloric shock. In the coupling model, differentiating from the previous analyzing viewpoint that looked upon deformation work as additional heat source, temperature- field equation is established by considering the weakening role of deformation work on the intensity of internal heat source; in the process of setting up displacement-field equation, G-derivative of nonlinear functional is introduced into the traditional theory of elastoplastic finite deformation to simplify the expression of structural stiffness; stress-field equation is constructed by using the least square method to improve the stress solution obtained by constitutive equation. The presented model is converted into finite element program to simulate deforming process of 3-D structures with temperature-dependent material properties. As an example, thermal deformation analysis of Shanghai metro cars＇ brake resistor is performed and compared with experimental results for illustrating the validity of the presented model.     

地下工程有限元程序面向对象的设计与实现

在综合现有的有限元面向对象设计的基础上 ,提出了一个完整的可用于地下工程计算分析的面向对象有限元程序框架 .通过强调模型域与分析域相分离 ,单元、材料参数与本构模型相分离 ,并将有限元分析过程抽象为求解算法类、分析模型类、有限元方程组集类、约束处理类和自由度编号类 ,整个有限元分析过程清晰简洁 ,且具有很强的灵活性和很大的可扩展性 .     

有初始缺陷的结构非线性分析(英文)

本文在等温小变形弹塑性内时本构方程偏量形式的基础上,把初始缺陷视为初始位移,推导出了带有初始几何缺陷的非线性弹塑性问题的有限元方程。可用于分析缺陷对结构非线性弹塑性反应的影响,也可用于带缺陷的非线性问题求解及稳定性分析。文中给出的算例表明本方法是可行有效的。     

复合材料层合板的稳定性分析

本文从适用于几何非线性分析的增量形式的虚功方程出发,建立了有限元计算公式。为保证层合板各层间的变形协调性,采用了离散罚函数方法。运用弧长法在稳定性计算中跟踪平衡过程曲线。进行了后屈曲分析。用有限元程序,计算了几个算例,得到较好的结果。     

非线性空间有限元在钢筋混凝土分析中的应用

用非线性空间有限元法分析钢筋砼存所在的问题，包括材料的本构关系、破坏准则及砼开裂、压碎前后的模拟．在这些工作的基础上编制了三维非线性有限元分析程序．作为算例，分析了钢筋砼构件受扭矩等力系作用时的内力和位移．计算表明，理论与实验结果吻合良好．     

横观各向同性层合板理论编程实现与验证

板式构件因自身特殊的几何形状,进行结构分析时,通常采用比实体单元效率更高的板（壳）单元。文章基于MATLAB编程,对刨花板材料构成的板式结构进行了有限元数值分析与静力荷载试验。首先,将横观各向同性材料本构方程应用于板式构件,得到了以刨花板为代表的三层结构复合材料层合板的力学性能本构关系。随之,介绍了基于Kirchhoff薄板及Mindlin-Reissner中厚板理论的DKT、DKQ、DST、DSQ板有限单元的构造方法,并验证了各个板单元有限元数值解与理论精确解的收敛性能;通过将板构件在空间内组装,说明了材料参数及节点自由度在单元局部坐标系与空间整体坐标系间的转换方法。最后,通过对比板结构静力试验测量值与有限元模型数值解,分析了不同板单元对有限元计算结果的影响。     

有限元分析法确定Johson Cook本构方程材料参数

采用反演法确定了马氏体不锈钢410的Johnson-Cook本构方程材料参数.剪切实验采用的剪切速率为1~5 000 s-1,温度为20~1 000 °C.有限元模拟在Abaqus软件平台上进行.采用Johnson-Cook模型,施加与实验相同的初始条件.通过Matlab非线性最小二乘法优化程序来调整有限元模型材料参数,找到合适值,使得模拟得到的力 位移曲线与实验得到曲线相吻合.结果表明,所得参数都能很好地代表不锈钢410在高温高变形速度下的流动特性,Johnson Cook模型不能描述材料破坏阶段的行为特征.     

半刚性连接空间钢框架结构的二阶非弹性分析

将有限单元法与梁柱法相结合，建立了半刚性连接的空间钢框架结构的二阶弹塑性分析方法。该法综合考虑了几何、材料和半刚性连接效应。基于非线性连续介质力学理论和考虑剪切效应的稳定插值函数建立的严格三维梁柱单元刚度方程，包含了轴向、剪切、双向弯曲与扭转及其各耦合效应。三维单元简化塑性区模型可模拟塑性扩展，利用梁单元两端抗转弹簧来模拟半刚性连接效应。使用包括几何、材料和连接非线性的数值算例来检验文中方法和所编计算机程序的可行性、有效性与精确度。算例表明，利用该程序，每个构件只需一个单元即可准确预测三维结构的极限荷载与失稳模态，可提高结构非线性空间性能的分析效率。该程序可用于三维结构的多重非线性全过程分析，为建立高层钢结构的高等分析方法奠定了基础。