完全无闭锁厚薄板通用弯曲三角形单元

文章提出了将已有的薄板三角形单元扩展为无剪切闭锁现象的厚薄板通用单元的一般方法。对于薄板极限情况 ,这种厚薄板通用单元自动退化为原有的薄板单元 ,完全无剪切闭锁现象发生。应用此法构造的的厚薄板通用三角形单元LFT1自由度少 ,推导简明并具有通用性 ,能够通过分片检验。数值算例表明单元LFT1对薄板和厚板都具有较高的精度 ,适用于实际工程计算     

将三角形薄板元推广为厚板元的解析试函数法

为了有效克服剪切闭锁问题,利用已有的薄板单元构造厚薄板通用单元,提出了采用解析试函数法(ATF),将已有的Kirchhoff三角形薄板单元推广为相应的Mindlin三角形厚板单元的通用方法。以薄板三角形单元GPL-T9为例,将薄板GPL-T9单元推广为相应的厚薄板通用单元GPLM。数值算例表明:当板厚度趋向于零时,板单元退化为原始的薄板单元,完全消除了剪切闭锁现象;从薄板到厚板,GPLM元都具有较高的计算精度和优异的单元性能。     

完全无闭锁厚薄板通用弯曲三角形单元

文章提出了将已有的薄板三角形单元扩展为无剪切闭锁现象的厚薄板通用单元的一般方法。对于薄板极限情况，这种厚薄板通用单元自动退化为原有的薄板单元，完全无剪切闭锁现象发生。应用此法构造的的厚薄板通用三角形单元LFT1自由度少，推导简明并具有通用性，能够通过分片检验。数值算例表明单元LFT1对薄板和厚板都具有较高的精度，适用于实际工程计算。     

一种新的四边形层合板与夹层板单元

利用域内一致和边界一致概念，以最小二乘法求出对剪应变的单独插值函数，并利用节点坐标进行坐标变换，可构造一种基于Ｍｎｄｌｉｎ板弯曲理论的四边形板单元。将这种方法用于复合材料层合板与夹层板的静动力分析，该单元推导简单，易于程序实现；由数值算例表明具有很好的特性，计算精度好，避免了剪切闭锁现象，对厚板及薄板均适用。     

构造Mindlin板元的内部剪切应变法

本文研究了Ｍｉｎｄｌｉｎ板弯曲单元用于薄板计算时可能出现的剪切自锁现象，提出引入单元内部自由度来克服自锁的建议．利用本文的内部剪切应变法可以有针对性地释放被锁住的任何自由度，方便地构造出通用于厚薄板的非协调板弯曲元     

考虑横向剪切作用的八节点矩形板单元

该文利用伪约束的概念构造了考虑横向剪切作用的八节点矩形板弯曲单元。经数值计算表明八节点矩形单元不仅适用于不同厚度板的有限元计算,又无剪切自锁现象出现。     

厚板低阶广义协调矩形元

采用常内力状态下的广义协调条件，将剪切变量用结点挠度和转角表示，导出一个具有１２个自由度的厚板、薄板都通用的矩形弯曲单元。此单元的自由度少，精度高，能通过分片检验，不出现剪切闭锁现象，具有位移型单元简便实用的优点。     

Ferguson曲面构造广义协调板单元

根据广义协调原理，利用Ｆｅｒｇｕｓｏｎ曲面构造出薄板弯曲单元，将中厚板视为双向深梁，由Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ深梁理论求出单元边界拟合函数，从而将Ｆｅｒｇｕｓｏｎ曲面推广到中厚度板．所得单元模型在厚长比小于１／４时能给出较满意的数值结果，且不出现剪切闭锁现象．     

Ferguson曲面构造广义协调板单元

根据广义协调原理，利用Ｆｅｒｇｕｓｏｎ曲面构造出薄板弯曲单元，将中厚板视为双向深梁，由Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ深梁理论求出单元边界拟合函数，从而将Ｆｅｒｇｕｓｏｎ曲面推广到中厚度板，所得单元模型在厚长比小于１／４时能给出较满意的数值结果，且不出现剪切闭锁现象。     

一种厚薄通用的矩形壳元及其应用

用含转角自由度的膜元和Mindlin板元组合,构造了一种厚薄通用的优质矩形壳元。算例验证表明该单元能有效地避免剪切闭锁和位移协调性问题;并且计算方法清晰,列式简单,具有准较高的确度性,可应用于一般工程实际问题。通过自编程序,进一步将该单元应用于薄膜的应力计算,可有效预测剪切薄膜的起皱区和起皱角。     

局部均布荷载作用下非均匀弹性地基上厚矩形板的弯曲

在建筑结构设计中的局部均布荷载作用下非均匀弹性地基上矩形板的计算一般采用有限元法和图表,在理论上很难获得一般性的解析解.本文以局部均布荷载作用下非均匀弹性地基上四边简支厚板的弯曲问题为例,由功的互等法导出了一般封闭解析解的表达式,给出了图表形式的计算结果,并与有限元结果进行了对照.证明了本文给出的一般性封闭解析解的表达式是正确的.     

数点集中力作用下弹性支承板的弯曲

在建筑结构设计中的弹性基板的计算一般采用有限元法或图表法。在理论上没有一般性的解析表达式。本文由边界积分法给出了一般封闭解析解的表达式。作为算例，求解了有六个点作用集中力的弹性地基上四边简支的厚板弯曲问题，且与有限元结果进行了对照，验证了本文给出的一般性的封闭解析解表达式的正确性。     

Mindlin板弯曲和振动分析的高阶杂交应力四边形单元

基于Mindlin板理论提出了一种高阶八节点杂交应力四边形单元.该单元不仅能通过零剪力分片检验,而且能通过非零常剪力增强型分片检验.单元边界位移插值采用任意阶Timoshenko梁函数,对不同厚跨比的四边简支、固支方板,以及圆板进行了弯曲和自由振动分析,数值结果表明无论对薄板还是中厚板,该单元均是准确和有效的,并且具有几何不变性.     

厚矩形板在集中力矩作用下的边界积分法

用边界积分法求解基于Reissner理论的厚矩形板弯曲问题，给出了厚矩形板在集中力矩作用下的弯曲问题的封闭解析解，并给出了具有实际价值的计算结果。     

九参数拟协调离散Kirchhoff薄板单元

用多变量拟协调法推导出九参数拟协调离散Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ薄板单元（ＱＤＫＴ－９）， 并证明了ＱＤＫＴ－９单元与 ＤＫＴ－９单元（九参数离散 Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ 薄板单元）的一 致性。基于拟协调元方法的理论和公式，人们将易于理解和认识这一类单元，ＤＫＴ 单元仅是一种放松了直法线假设的拟协调薄板元。不难看出：拟协调元方法是一种非 常基本的有限元方法。     

固支各向同性圆板的横向剪切影响

应用８节点厚板等参元分析了受均布载荷的固支各向同性厚圆板和薄圆板的弯曲,重点分析了横向剪切影响。     

中厚板理论的适用范围和精确程度的研究

利用Reissner中厚板理论边界元、Mindlin中厚板理论有限元和三维弹性力学有限元分析了各种厚跨比的板的位移和应力,以确定利用三维理论、中厚板理论和薄板理论分析板时厚跨比的适用范围以及精确程度,为分析板时选择采用薄板理论、中厚板理论还是三维理论提供理论依据;同时也验证了采用缩减积分的Mindlin中厚板理论有限元法缓解了剪切锁死现象.     

Force-Based Quadrilateral Plate Bending Element for Plate Using Large Increment Method

A force-based quadrilateral plate element( 4NQP13) for the analysis of the plate bending problems using large increment method( LIM) was proposed. The LIM, a force-based finite element method( FEM),has been successfully developed for the analysis of truss,beam,frame,and 2D continua problems. In these analyses,LIMcan provide more precise stress results and less computational time consumption compared with displacement-based FEM. The plate element was based on the Mindlin-Reissner plate theory which took into account the transverse shear effects.Numerical examples were presented to study its performance including accuracy and convergence behavior,and the results were compared with the results have been obtained from the displacementbased quadrilateral plate elements and the analytical solutions. The4NQP13 element can analyze the moderately thick plates and the thin plates using LIMand is free from spurious zero energy modes and free from shear locking for thin plate analysis.     

弹性地基上自由边矩形厚板弯曲问题的Fourier级数解

本文以附加补充项的Fourier级数作为挠度和剪力函数的模式,直接从Reissner模型建立的厚板弯曲的基本方程组出发,求解了Winkler地基上自由边矩形板的弯曲问题。文中给出了算例,并与经典薄板理论的相应解作了对比。     

薄板自由振动虚边界元解法

依据虚边界元法思想,提出一种求解薄板自由振动问题的新算法,通过采用薄板弯曲问题的静力基本解建立了薄板自由振动问题的虚边界积分方程,及满足边界条件和域内点动力位移方程,将薄板自由振动问题转变为代数特征值问题,可直接求解,与边界元直接法相比,本方法无需处理奇异积分,避免了“边界层效应”,而且思想简单,计算省时、方便,算例证实了本方法的可行性和计算精度。