用于接触面模拟的非线性薄层单元

为了使结构与地基间接触面的模拟计算既易于工程实际应用又有较高精度,通过分析研究Ｇｏｏｄｍａｎ单元与Ｄｅｓａｉ提出的薄层单元,综合了二者的优点,在有厚度的Ｇｏｏｄｍａｎ单元模型基础上,借鉴Ｄｅｓａｉ构筑接触面单元的思想,在单元数值模型中,引入了控制嵌入的方法。在本构关系上,所用的模型同时考虑了接触面法向和切向的非线性特性,并提出了超余应力转换和嵌入调整混合迭代模式。依据上述接触面单元模型编制了有限元计算程序,利用此程序进行的算例分析,验证了模型的合理性和程序的计算精度。     

三维多弹性体多接触面边界单元法

推导了多弹性体多接触面无摩擦接触问题的边界单元法的计算公式和方法，并编制了相应的ＦＯＲＴＲＡＮ程序。所给出的算例说明对多体接触问题只能根据不同的对象编制不同的多体多接触面计算程序来计算，用两体接触问题的解法近似计算多体接触问题其误差甚大。     

引入三维接触单元模拟冻土与桩共同工作

运用虚位移原理推导出三维非线性接触单元的等效单元刚度一约束矩阵;通过建立冻土地基的热弹塑性-蠕变增量应力应变关系及几何方程得出冻土地基的热弹塑性-蠕变单元平衡方程。根据桩土共同作用的工作特性,通过引入非线性接触单元将冻土地基的热弹塑性蠕变非线性有限元计算模式与混凝土桩联系起来,建立了冻土区桩土共同作用的热弹塑性蠕变非线性有限元计算模型,通过模型计算结果与实测比较表明,该计算模型能较好地体现桩冻土共同工作性能。     

三维多样性体多接触面国界单元法

推导了多弹性体多接触面无摩擦接触问题的边界单元法的计算公式和方法，并编制了相应的ＦＯＲＴＲＡＮ程序。所给出的算例说明对多体接触问题只能根据不同的对象编制不同的多体多接触面计算程序计算，用两体接触问题的解法近计算多体接触问题其误差甚大。     

连杆接触单元非线性模型及其工程应用

在连杆接触单元非线性模型的基础上，增加了有初始间隙的摩擦接触问题的闭合本构关系，算例及工程应用表明，本模型理论正确，计算结果合理且精度较高，并易于实施，可应用于复杂的工程接触问题的求解     

适用于移动接触的一种协调离散的边界单元

对二维弹性体移动接触问题提出了一种采用协调离散插值的方案，在小应变假设的前提下它能保持边界无法的优良特性，接触区的位移和面力边界条件均能在离散意义上精确满足，文中给出了一些算例来验证所提出算法的有效性和高精度。     

三维非线性界面单元

本文根据岩土力学中的二维线性应变节理单元,导出了同时考虑两种介质的耦合力学问题中的三维非线性界面单元刚度矩阵,它们可与三维几何非线性常规等参元配合使用。     

蝗虫脚掌微结构及其接触的有限元分析

用电子显微镜研究了蝗虫足掌的微结构，用非线性有限元方法分析足掌接触过程的变形规律、接触刚度及接触面积、气囊的作用和足掌的应力应变规律．结果表明，蝗虫足掌以软性外表皮包含血浆(液体)的结构形式，有利于降低接触刚度、增加接触面积，并使爪垫在接触过程便产生有利于稳定附着的摩擦力．软性外表皮内的树丛状杆组织结构会提高足掌在各种表面上的适应性，降低足掌内部的应力．     

沥青路面结构的层间接触面力学特性及本构模型的研究

1研究意义沥青路面在全世界范围内应用广泛,以其无接缝、力学强度较高、具有一定的柔性、可适应各种车辆荷载,且行车平稳舒适、噪音低以及便于维修等优点,在现代高等级公路     

结构的三维非线性界面元分析

评价了用于含软弱夹层岩体弹塑性分析时常用的Ｇｏｏｄｍａｎ单元及其变形形式的单元。结合界面元法的特点，在单元交界面上引入了能模拟材料弹性及塑性变形的弹簧及滑块元件，使界面元法很好地解决了材料的弹塑性分析而无需另设置任何形式的夹层单元。文中导出了反映层状岩体横观各向同性材料的界面应力公式和非线性界面元的计算公式，并制了相应的计算程序。数值考题表明，将界面元法用于材料的非线性分析，尤其对含有各种节理面的     

非线性Sine-Gordon方程的一个新混合元方法

利用双线性元和零阶R-T元,对非线性Sine-Gordon方程构造了一个新混合元格式.基于积分恒等式技巧,导数转移及插值算子的特性,给出了在半离散格式下原始变量及通量的超逼近性质.同时,使用插值后处理技术得到了相应的整体超收敛结果.     

索结构几何非线性分析的悬链线索单元法

基于索的基本假定和悬链线平衡方程,通过对沿索曲线均布荷载作用下的索段分析,得到了索端力和索的几何线形之间的对应关系;进一步通过索单元的柔性迭代分析,获得了内力改变和位移增量之间的关系,进而得到索单元的刚度矩阵和节点力,从而建立起了空间悬链线索单元的几何非线性有限元分析方法.经典算例结果证明了空间悬链线索单元的正确性,同时具有较高的精度,可为大跨度悬索桥、斜拉桥以及张拉结构等几何非线性较强的结构精确分析提供强有力的计算工具.     

柔性结构非线性分析的杆单元有限元法

本文根据非线性弹性理论，采用拉格朗日坐标描述法，在三维整体坐标系下，直接根据应变的定义建立了精确应变的非线性几何关系．从而可以考虑任意次高阶位移的影响，得到了轴向应力应变的直接关系，根据虚功原理推导了杆单元非线性有限元增量方程及切线刚度矩阵，利用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法进行了实例计算．结果表明本法精度很高，适合于柔性结构分析、设计时采用．     

基于非参数化与有限元的主轴刀柄结合面非线性参数识别

视主轴-刀柄结合面的双面接触部为一个可以用系统状态变量描述的非线性单元,基于非参数化方法结合有限元分析技术对主轴-刀柄结合面的非线性动态特征参数进行了识别.在HyperMesh中建立主轴-刀柄系统的有限元分析模型,利用Radioss求解器对该模型进行非线性瞬态响应分析,得到结合面处位移、速度、加速度的瞬态响应,再根据牛顿第二运动定律推导得出结合面处非线性接触力的时间历程数据,基于最小二乘法采用切比雪夫多项式对样本数据进行回归分析,得到主轴-刀柄结合面之间非线性接触力的解析表达模型,并验证了该模型的正确性.     

螺栓联接的有限元建模方法研究

对螺栓联接的有限元建模方法进行研究和评估.以螺栓-法兰联接为例,基于有限元分析软件ANSYS,建立了3种螺栓联接的有限元模型,即实体螺栓联接模型、梁单元联接模型和刚性单元联接模型.模态试验和应力分析表明,实体螺栓联接模型和梁单元联接模型具有广泛的适用性,可准确分析螺栓联接结构的静态特性和动态特性.相比实体螺栓联接模型,梁单元联接模型在保留了关键细节的同时提高了建模和计算效率.刚性单元联接模型不能模拟螺栓预紧和接触,只适用于模态分析.试验和仿真均表明,螺栓预紧力的大小对结构模态影响很小.仿真表明,螺栓联接表现出复杂的非线性特性,如应力的非线性变化、法兰之间接触状态的变化、螺栓总拉力的非线性变化等.     

悬索结构非线性有限元分析

提出了一种适合于悬索结构空间非线性分析的三节点等参数索单元有限元模型,在三维整体坐标下,由就的定义得到了可以考虑任意高阶位移影响的非线性应变几何关系,采用Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ坐标描述法,并由虚功原理建立了非线性有限无限元增量方程及切线刚度和矩阵,算例计算表明,本文方法可用于各种悬索结构的计算分析。     

RC板系节间元模型的非线性分析法

在Ｇｏｌｌｅｙ等提出的节间单元列式方法的基础上，导出了横向局部均载和集中荷载作用下的荷载向量表达式，并利用等刚度控代法建立了ＲＣ板系非线笥分析的节间元模型。     

土与结构间一种新的接触单元模型

将非线性弹性理论与弹塑性理论相结合,对于土与结构间接触面切线方向提出了一种非线性弹性-理想塑性本构模型,用于模拟土与结构相互作用体系中切向变形与破坏机理.该模型将接触带内的变形分为剪切变形与错动变形两部分,对于法线方向采用法向应力与法向相对变形之间的非线性模型.将该模型与有厚度接触面单元相结合,提出了一种用于有限元计算的接触带单元.详细推导了该模型的弹塑性矩阵以及应力修正方法.