纤维缠绕复合材料旋转壳体有限元强度计算

本文用有限元法分析了如图1所示的纤维复合材料结构的旋转壳体。计算后给出各节点的位移、内力、封头处各节点内外两个单层的应力值和强度破坏裕度、筒壳处两个层组各自内外单层处各节点的应力值和强度破坏裕度。1.单元的选取 单元选取双曲拟协调单元,每个节点有三个未知数,单刚矩阵为〔6×6〕。 拟协调元方法是直接对应变进行插值处理。假设单元域内的应变场为为了找出广义参数〔a〕与节圆位移参数向量之间的关系,在(1)式两边同时左乘〔N〕T,并在单元内完成积分,得将(2)式代人(1)式,得到k卜州XAj’‘〔C)｛q),则得 ︾ ︶ 二 ︶ 「 二 「 …     

等参拟协调元

本文提出一种建立等参元的新方法一等参拟协调元方法。它可以概括等参元中的协调元和非协调元，尤其是避免了非协调元可能出现的错误。单元的构造简单、灵活，并保持了某些非协调元精度高的优点。 本文按拟协调元方法推出了弹性平面问题中的二种新型四边形拟协调等参。Ｑｅ５，Ｑｅ６，并且用数值结果与已有的四边形等参元Ｑ４，Ｑ６，ＱＭ６，ＱＰ６的结果作了比较，还进一步推出了这两个单元的单元函数。     

复合材料旋转壳与回转体组合结构的有限元分析

本文以ＤＤＪ程序〔１〕为主体，装配进了性能较好的八结点轴对称等参元和拟协调双曲壳元，提供了一个各向同性材料或纤维缠绕复合材料轴对称组合结构的有限元分析程序。     

有限元分析中的拟协调元

本文提出构造单元的一个新的基本方法──拟协调元方法． 拟协调元法从理论上概括了现有的“协调元”，“非协调元”和“杂交元”．克服了“协调元”构造上的困难，避免了“非协调元”可能出现的错误，给出在单元内构造场变量和在单元边界上插值的较确切的选择原则以及单元的秩的分析方法．这些都是目前有限元分析中遇到的一些基本问题。 拟协调元是建立在可靠的精度分析和误差估计基础上，因此，按拟协调元要求构造的单元都能保证收敛．并且方法十分简洁，运算量小，便于应用．     

厚薄通用三角形三结点平板壳元TSLT18

高性能有限元模型对于壳体结构分析有着重要意义。该文提出了一种新型三角形三结点平板壳元TSLT18。其膜元部分采用含附加刚体转动自由度的广义协调膜元GT9,为了消除一点缩减积分带来的多余零能模式及沙漏现象,推导并使用了该单元的稳定化矩阵;弯曲部分采用的是基于合理剪应变插值方案和SemiLoof约束条件的广义协调厚薄板单元TLSL-T9。数值算例表明,TSLT18不仅列式简单,保证收敛,而且精度高,适用性强,没有任何数值问题,是一类高效实用高性能单元。     

一种简单有效通用的厚、薄板壳元

提出一种简单有效的四边形平板壳元，它由基于Ｍｉｎｄｌｉｎ板理论的平板弯曲元与带有平面内转动的平面膜单元组成。单元中每个结点有六个自由度，易于模拟复杂的壳面连接和易于与别的带有转动自由度的单元相容，此种板壳元能顺利通过弯曲，膜小片检验，无剪切和膜“锁住”及多余零能模式，计算方法简便，适用范围广，且计算精度十分理想，具有广泛的应用前景。     

多变量拟协调元方法与罚函数近不可压缩单元

本文用多变量拟协调元方法,给出拟协调元法偏量形式的罚函数有限元矩阵列式。这样列式考虑到材料泊松比μ→0.5时,体积应变e=u_(i),i→0的特点,将单元应变场分成二部分——畸变和体变应变场,分别假设和离散,获得了较好的结果,以四节点矩形单元为例,进行了单刚的推导,讨论两种应变场的选择,并给出若干算例的结果。与位移单元比较,这种列式具有效性和灵活性。最后讨论了相关的广义变分原理。     

拟协调圆柱壳单元

本文介绍了应用拟协调元思想[２］构造圆柱壳单元的方法，提出几种廿叁数四边形圆柱壳单元。这些单元具有收敛性好、推导简单、计算量小、保证单元刚体位移模式存在等优点，因此，它们将具有一定的实用价值。     

用加零变换法推求应力函数张量

利用文献〔１〕提出的加零变换法对弹性力学的虚功原理做关于变形协调方程的加零变换，导出应力函数张量的一般表示式，并对平面问题进行了详细的论证。     

四节点中厚扁壳杂交优化应力元

建立了一种任意形状的四节点杂交/混合扁壳有限元。基于数值性能优化原理，引入非协调模型的能量相容条件，对单元初始应力进行优化，合理地选择非协调位移场，通过简化泛函进行列式。单元考虑了横向剪切效应，近似采用了Reissner-Mindlin板理论，适用于中厚扁壳。数值研究表明，单元满足分片检验，不含多余零能模式，精度高，对单元畸变不敏感，厚度趋于极限时不出现“自锁”现象，且弯矩-位移响应良好。     

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。     

采用常应力模式的8节点组合杂交六面体有限元

作者讨论了采用常应力模式的组合杂交有限元方法对协调三线性H8-六面体元的改进.位移逼近使用两种方式:连续等参三线性插值和非协调Wilson位移模式.数值试验表明这两种新单元能显著改进H8-元的粗网格精度.由于应力参数可在单元水平消去,新方法的计算量与H8-元相当.     

含面内刚性转角自由度的四边形广义协调膜元

在常规4结点膜单元内增加独立的平面内刚体转角自由度,采用四边形等参元形式,基于广义协调理论建立了含转角自由度的四边形广义协调膜元,避免了常规平面膜元由于忽略平面内转动而引发转动零刚度、导致刚度阵奇异的缺陷.广义协调元法具有非协调元不要求精确协调的优点,且随着单元细分可趋近于协调元,保证了广义协调元的收敛性.应用于经典的Cook问题、悬臂粱问题和MacNeal粱问题,该单元计算精度高、收敛性好、无零能模式.网格畸变分析表明,该单元弱梯形闭锁、单元抗畸变性较好,与矩形单元相比,具有单元划分的灵活性和适应性.     

对绕两柱体内流问题的流场和压力场的研究

研究了绕两柱体的内流问题 ,采用了流体力学边界元方法〔1〕.为了提高计算精度 ,在对边界积分离散化计算时 ,增大了单元的密度 ,并对角点问题用非协调单元法进行了处理 ,得到了速度场和内点的压力分布 .结果合理 ,方法有效     

拟协调轴对称三结点退化壳单元

结合拟协调有限元方法和退化壳有限元概念,构造了一个轴对称三结点退化壳单元,采用了整体,局部和等参三个坐标系,使用与拟协调单元列式方法等效的基于胡－鹫津广义为分原理的杂交／混合单元列式方法构造轴对称三结点退化壳单元;使用相同的等参坐标插值来假设应力和应变,插值既考虑到低阶项的完备,又借鉴了拟协调九结点四边形爱化壳单元的结构经验。为了确定应力应变的插值形式,进行了多次数值试验和单元刚度矩阵的特征值分析     

用应力杂交元进行薄板、薄壳结构分析

在有限单元法中,采用位移协调模型,作单一的形函数假设是目前应用最广泛的方法。但是,对位移函数的要求比较严格,不单在单元内部要求位移是连续的,而且在单元边界上要求相邻单元间及其某些导数必须是协调的。在某些情况下,要构造完全协调的位移函数是很困难的。为此本文采用了应力杂交单元,以及应力杂交单元同其它单元形式的组合。实际应用表明,它能获得比其它有限元模型更好的计算结果。1.应力杂交模型矩形薄壳单元刚度矩阵 1)在单元内部假设一个满足平衡条件的应力场 ｛σ｝=〔P〕｛β｝(1-1)式中｛σ｝=〔σxσyτxy〕T ｛β｝──待定…     

两个新的空间单元

给出了两种改进协调元的方法，并建立了两个新的八节点空间单元。第一个单元 是直接构造不协调的单元函数，并增加对不协调函数的分片试验约束．该单元的应力 计算精度较作者以前提出的单元Ｑｃ１１有较大的改善。第二个单元是广义杂交模型． 它是以广义变分原理为根据．通过调整单元内的应力、应变参数．实现了用杂交法建 立高精度的八节点空间单元．相对卞学提出的基于Ｒｅｉｓｓｎｅｒ原理的应力杂交模型， 它避免了推导时所需的几何摄动。     

有限元单刚矩阵计算的神经网络法

固体力学有限元计算问题可以采用神经网络进行实时求解，神经网络可用改进的Ｈｏｐｆｉｅｌｄ网络。求解之前必须确定信号网络的联接权矩阵（相应结构刚度矩阵）。分析了单元刚度矩阵的组成，提出用ＢＰ网络来实现单刚矩阵的实时计算方法。分别用传统有限元法和ＢＰ网络法求解了一三角形单元的单刚矩阵元素，结果表明ＢＰ网络法计算具有实时性，精度满足工程要求。     

用惩罚拟协调元法分析二维N—S问题

给出构造 Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ问题罚有限单元的拟协调元法。在处理剂次约来离散 矩阵的奇异性问题时，暂代减缩积分，利用多套函数的灵活性和秩的分析方法，进行 秩的预先设计，成功地构造出－１２参三角形拟协调单元。以求解正方形空穴流动为 例，在网格的粗的情况下，求得了雷诺数为３ ０００的稳定、收敛的解。在求解离散 化的非线性方程组时，将最优化法与增量－牛顿法结合使用，改善了迭代格式的适应 性能，提高了计算效率。公式推导过程和试验结果表明分忻与求解方法是有效的。     

拟协调元与广义变分原理

本文从修正的Ｈｅｌｌｉｎｇｅｒ－Ｒｅｉｓｓｎｅｒ变分原理出发，在一定的条件下．推出了拟协调元公式．为拟协调元提供了一种变分解释，也为建立基于Ｈｅｌｌｉｎｇｅｒ－Ｒｅｉｓｓｎｅｒ变分原理的杂交模型提供了一个新的工具。