裂纹尖端应力强度因子的一种较精确求解方法

本文根据裂纹尖端应力应变场奇异性的特点,把奇异单元与周围等参单元结合使用,编制计算机程序,从而使弹性二维裂纹尖端的应力强度因子有较高的计算精度。图4,表2,参5.     

用“过渡元”确定二维裂纹体的应力强度因子

在计算裂纹尖端应力强度因子时,采用了具有平方根倒数奇异性二次等参单元。在裂纹尖端1/4中点三角元和其余的非奇性元之间放置有等参过渡元,此等参过渡元在裂纹尖端具有奇异性,用这种方法计算了双边裂纹和中心裂纹板的应力强度因子。结果表明采用过渡元能够在不增加自由度的情况下,提高计算精度。     

弹塑性边界元中强奇异积分的一种新的计算方法

采用边界元法分析弹塑性问题时,需要解决塑性域剖分单元上的强奇异积分汁算问题。本文以二维问题为例,建议一种任意等参体单元上强奇异积分的新的计算方法。其主要原理是引入一种恒等分解,使含强奇异部分的积分与坐标变换无关。利用基本解性质,该积分的奇异性可以消除并可降阶,本文的方法是半解析的,计算精度高。方法的基本思想普遍适用于任意二维和三维等参体单元。     

冷却分析边界元法中积分奇异性的处理

分析三维边界元法中的积分奇异性,对冷却分析中的两类单元：水管单元和制品三角形单元分别采用不同的线性插值函数,并通过引进退化的积分变换,消除了积分时存在的倒数奇异性和二阶奇异性,并给出了带有源点的单元上积分的解析表达式．     

一种等值线图绘制算法及其并行实现

提出了一种基于二次等参单元的等值线图绘制的并行算法,该算法根据有限元法将整个区域分割成多个互相连接的二次等参单元,通过并行生成每个等参单元的等值线,进而生成整个区域内的等值线,结果表明,在保证精度的情况下,提高了计算效率。     

用边界元法计算结构振动辐射声场

讨论了用边界元法计算结构振动辐射声场的数值方法。对计算中的积分奇异性采用三角形斜坐标系、退化单元法进行处理,构造了三角形、四边形线性等参元和四边形二次等参元。对特征频率处解不惟一问题采用ＣＨＩＥＦ加Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子法进行处理。构造单元具有简单、规范和精确等优点,可用来计算已知表面振速结构的声辐射,或与相应的结构有限元结合,计算结构的振动辐射声场。以脉动球和辐射立主体为例,计算了结构表面声压、声     

采用等参单元计算热传导问题

等参单元具有精度高,单元边界可以逼近不规则物体的外形等优点,适宜于解决化工过程中的许多传热问题.本文介绍计算瞬态传热过程有限元格式的基本原理和一个采用八节点等参单元,隐式时间积分方法的有限单元程序.算例表明,在某些方面,等参单元确实优于三节点的三角单元.     

低阶奇异性边界单元法

本文所提出的低阶奇异性边界单元法,是以传统的边界单元法为基础,通过引入一个新的角变量,致使力的核函数由原来l/r的阶奇异性,降低为与位移核函数一样,仅具有Inr阶奇异性(r是场点与源点之间的距离)。从而推出新的边界积分方程,该方程具有较低奇异性,特别是在应力计算时,基本消除了原边界单元法的“边界层效应”——即原边界单元法在边界层附近的应力不能计算的现象。在本文中,还将对该新方法所编制的程序用于工程构件——300T压花机肘杆的强度分析,其结果与原边界单元法及光弹性实验结果有较好的一致性。     

矿井涌水量时间序列多重分形的局部奇异性研究

通过实例计算 ,所得的结果说明了矿井涌水量时间序列具有多重分性的特征 ,局部奇异性则是矿井涌水量时间序列所具有的一种属性。在讨论 4个描述局部奇异性参数有关物理意义的基础上 ,提出了矿井涌水量的奇异性在进行矿井水文地质条件分类、矿区地下水特征分析及矿井涌水量预测方面所具有的理论意义和实际作用 .图 1,表 1,参 8     

双材料悬臂梁孔边界面裂纹应力强度因子计算

采用有限元方法求解了在压缩载荷作用下双材料悬臂梁孔边界面裂纹问题．在界面裂纹尖端的周围,使用了由8节点二维等参单元退化而产生的四分之一节点奇异单元来模拟裂尖应力的奇异性．在有限元分析中,考虑了裂纹面的接触作用．应用最小二乘法计算了Ⅱ型应力强度因子．数值结果表明：孔的尺寸对Ⅱ型应力强度因子和裂纹面接触压力有很大的影响;随着摩擦系数的增大,Ⅱ型应力强度因子减少．忽略裂纹面的摩擦作用,Ⅱ型应力强度因子可能被高估．     

近场动力学与有限元混合模型研究

兼顾近场动力学(peridynamics,PD)模拟不连续问题的优势和有限单元法(finite element method,FEM)较高的计算效率,采用近场动力学与有限元混合建模方法,建立了新的混合模型.该模型在裂纹出现区域,采用近场动力学建模,其他区域采用八结点等参元建模.通过杆单元连接PD物质点与等参单元结点,将PD物质点对间相互作用视为杆单元,最后对单元刚度集成,实现了在有限元框架体系中两种方法的混合建模.该混合模型无需引入人工阻尼,提高了计算效率.此外,相较于四结点混合模型,采用高阶(八结点)等参元与近场动力学方法建立的混合模型具有更高的计算精度.通过数值算例验证了该方法的有效性,为断裂破坏问题的解决提供了一种新思路.     

沟埋式管与土相互作用的动态有限单元法

利用动态有限单元法建立和推导二维等参形式四边形动态有限单元，研究了沟埋式管与土的动力相互作用，求得管周土体的静，动应力分布，结果表明，动态有限元法比一般动力有限元法更精确，有效。     

边界拟合坐标变换在有限单元法中的应用

用有限分析解实现边界拟合坐标变换，构造四节点超参元来代替四节点等参元． 拉普拉斯方程和泊松方程的算例表明，方法简便且有较高精度。     

平面理性八节点曲边四边形有限元RCQ8

由于理性有限元用弹性力学的解插值并且在物理域内直接列式,因而等参元相比,具有物理意义明确和精度高的优点,本文采用最高至４次的平面弹性力学的多项式解对单元位移插值,推出了八节点曲边平面理性元ＲＣＱ８,若干算例表明,本单元可以避免剪切自锁和体积自锁,具有很高的精度和效率以及数值稳定性。     

罚函数法在等参杂交元中的应用

本文提出在等参杂交元中用罚函数法引入平衡约束条件,具体讨论了罚函数法在平面四边形等参杂交元中的运用,并提出采用分项罚数的方法。计算实例表明,新建立的单元,可以有效地抑制单元畸变对计算精度的影响。     

压力容器接管区应力强度因子的数值分析

该文针对压力容器接管区高峰应变的特征,在不同孔径异形模拟试板应力应变场的光弹性分析基础上,应用奇异等参元,分析了裂纹尖端处应力强度因子,数值结果表明,与双参数法获得的应力强度因子较为吻合,为压力容器接管部位的设计和裂纹疲劳扩展分析提供了可靠依据。     

支柱瓷绝缘子表面裂纹应力强度因子的有限元分析

通过ANSYS实体建模方法创建了含半椭圆表面裂纹的支柱瓷绝缘子有限元模型,裂纹前缘采用三维20节点等参退化奇异单元模拟尖端的应力应变奇异性,利用1/4节点法计算了弯曲载荷作用下瓷绝缘子裂纹前沿的应力场强度因子,得出KI随裂纹尺寸、位置及载荷水平改变时的变化规律.计算结果表明:相同条件下,支柱下法兰口与底部第一伞裙之间的表面裂纹最深点具有最大的应力强度因子,且KI值随裂纹形状比的增大而减小,随裂纹深度及载荷的增大而增大.     

混凝土桥梁结构的多单元协作分析(英文)

对目前混凝土桥梁的有限元计算方法和未来发展趋势做出评价与预测,提出一种以核心单元为基础,并配合其它多种辅助单元,针对混凝土桥梁结构的多单元协作分析方法.核心单元是对原有实体等参元的继承和拓展,不仅在单元内采用选择性积分的方法计算单元刚度矩阵,而且能够分别考虑混凝土和钢筋各自对单元刚度矩阵的贡献,再根据结构中不同构件所具有的力学性质,引入多种辅助单元进行模拟;各种单元通过自由度变换的方法有机的结合在一起,能够实现对大跨径混凝土桥梁的空间有限元计算的全桥建模.经实测数据对比分析,多单元协作分析的方法能够对混凝土桥梁做出更为准确的分析,其应力、应变及位移等各项指标均能够满足工程精度的要求.     

水泥土桩下卧土层竖向应力的三维弹性有限元分析

应用三维等参数弹性有限单元法，考虑承台桩土相互作用，对一水泥土桩下卧土层的竖向应力进行了计算，并对其结果进行了分析