宏观三角形分区板壳单元研究

基于经典平板壳理论和假设自然应变方法,研究了一种新型的宏观三角形分区(Macro Triangular Partition ,MTP)平板壳单元．引入内部虚拟节点后,所建单元将一个常规三角形平板壳单元细分为3个子三角形 单元,通过特定取样点处的坐标组合以及相应的应力应变关系来不断更新各子单元区域的刚度矩阵,然后 滤出虚拟节点形成宏观三角形分区板壳单元的最终刚度矩阵表达式．一方面,由于运用了分区再整合的思 想,该单元最终的表达形式只具有极少的自由度,从而大大地节省结构分析中烦冗的计算量;另一方面,该 单元考虑了横向剪切效应的影响,对壳厚具有较强的适应性,可以显著地克服以往针对板壳结构只进行二 维分析所带来的结果偏差．已有的计算结果显示,基于通用有限元软件ABAQUS提供的用户定义单元(UEL) 功能,宏观三角形分区平板壳单元可以实现较为精确的板壳结构分析．     

二维光子晶体波导中慢光的Dirichlet-to-Neumann映射方法计算

利用Dirichlet-to-Neumann(DtN)映射方法计算了三角形排列的二维单线缺陷光子晶体波导管中的慢光.首先利用六边形单元晶格的(DtN)映射构建三角形排列的超级晶体的DtN映射,然后利用超级晶体的DtN映射把求解Bloch传播模问题转化为求较小矩阵的线性特征值问题.单元晶格的DtN映射把单元晶格边界上的波动场映射成边界上的法向导数.利用单元晶格的DtN映射避免了在单元晶格内部的离散,只需在边界上计算,减少了未知数个数,得到的矩阵较小,从而大大减少了计算量.不管介质是否是色散的,利用超级晶体的DtN映射建立的特征值问题都是线性的.数值算例表明用DtN映射方法来计算波导管中的慢光是非常有效的.     

空间四角锥平板网架FEA-CAD程序

一、概述空间网架结构是一种空间受力的高次超静定杆件系统,受力性能好,整体刚度强,覆盖面积大,材料用量省,经济效益好.近二、三十年来,在国内外大中跨度的公共建筑和一些工业建筑中采用较多.特别是近年来,平板网架结构发展更为迅速,而空间四角锥平板网架是一种较为优良的结构体系.厦门一中、厦门八中室内体育馆均属此类.     

网架结构分析的拟夹层板法

平板型网架结构是高次超静定的空间杆系结构。分析这种结构的力学模型基本上有两种:一种是离散化模型,把网架作为空间桁架进行分析;另一种是连续化模型,将网架近似地视为一连续体进行分析。目前国内外常用的连续化方法大致有两种:一种是将网架化成交叉梁、各向同性板或各向异性板,通过网架结构标准单元与连续体单元间所     

一种等效的三边形杆件单元

基于有限元思想,根据三节点三角形单元与三角形平面杆件单元在受到同样荷载列向量的条件下位移等效原则,构造出一种更为简单适用的等效三角形杆件单元,使二维结构用一维单元进行分析.由于单元的推导不是根据微元体单元应力、应变等效,而是从节点位移等效的这一思路出发,使得本研究单元较以前的等效铰结桁架单元可以满足结构有限元划分单元时对矩形单元的要求.同时截面计算公式中包含了泊松比这一体现材料特性的参数,因而公式更加具有普遍意义.运用本研究方法对钢筋混凝土简支梁及悬臂梁进行计算分析,并将其计算结果与ANSYS计算结果进行比较.研究结果表明,本研究所推导的等效三边形杆件单元计算精度良好,计算结果可靠,可以满足工程应用需要.     

有限元网格自动生成及图形显示程序

本文给出一个通用的二维有限元网格生成及图形显示程序。据此可将四边形超单元在等参变换基础上,划分成3结点三角形,4结点四边形,6结点三角形,6结点等参三角形和8结点等参四边形5种形式的单元组合,可得到单元结点的插值温度、厚度,可处理不同材料组成的结构,结点编码采用优化编码,自动显示生成的网格图形。     

离心式压缩机叶轮叶片应力有限元分析

离心式压缩机叶轮叶片是旋转式周期性结构,由于高速运转时叶轮叶片内有很大的应力产生,是造成破坏的主要原因.本文采用三角形平板单元和平面应力三角元对叶轮叶片进行有限元计算,并引入伪单元处理重复子结构,大大地减少了计算工作量.     

一种耦合算法的三维弹性空腔声振特性分析

针对三角形单元边界适应性强、位移插值简单、自由度低的特点,利用面积坐标构造了平板三角形单元位移插值函数,以对平板进行了动力学建模分析。此后,为了对三维弹性空腔声振问题进行较高精度的数值分析,弹性板采用三角形单元进行离散处理,而声腔域使用了在声学问题上具有精度高的光滑有限元方法建模。充分考虑结构和声场的耦合作用,建立了该类结构声振分析的一种新模型,并分析了弹性空腔声振特性。通过数值计算对比表明,这种耦合模型计算规模较小、计算结果精确,可进一步应用于形状更复杂的三维弹性空腔声振特性分析中。     

斜拉网架多阶段加载内力分析方法的研究

系统介绍了斜拉网架结构内力分析方法.把塔柱简化为空间刚架单元,把网架杆件简化为空间桁架单元,对斜拉索采用等效线性空间单元.假设塔柱与网架连接处的横截面为刚性平面,据此建立"变形协调转换矩阵",使塔柱总节点刚度矩阵与网架总节点刚度矩阵耦合在一起,建立斜拉网架结构刚度矩阵.对一个"四塔柱正交斜放四角锥斜拉网架"进行了计算分析,验证了文中方法的正确性和有效性.     

基于三角形网格的无量纲最小二乘有限元法及其应用

利用最小二乘有限元法计算二维流体场需要采用四边形网格，而仅采用四边形单元剖分含有角环、圆角和尖角等复杂结构的电力装备二维仿真模型时往往出现网格畸变。为此，本文提出了一种基于三角形网格实现最小二乘有限元的方法，即在三角形剖分网格上再处理得到四边形网格，从而实现最小二乘有限元法计算流体场。为验证所提方法的有效性，论文分别对方腔模型和带有角环等复杂结构的变压器单分区模型进行了数值计算，并分别与规则四边形网格下的最小二乘有限元法和Fluent计算结果进行对比。对比结果表明本文所提出的网格处理方法可以实现含有复杂结构电力装备的二维流体场仿真。     

网壳结构分析的超级元法

提出了一种分析大型网壳结构的二维矩形超级元，给出了超级元分析的基本公式，其做法是将大型网壳结构离散成一系列矩形超级板元，考虑弯曲、剪切、挤压、翘曲等多种变形效应，采用构件自由度向超级元自由度的转换把大型多构件问题变为二维问题求解，并通过算例验证了在各种变形及几何形状情况下计算结果的可靠性和精确性。     

箱形梁和杆系组合结构分析的超级有限元法

本文提出一种超级单元．用以分析箱形梁或杆系组合结构．其做法是将结构离散成一系列超级单元．考虑弯曲、剪切、挤压、拉伸压缩、扭转等多种变形效应．采用构件自由度向超级元自由度的转换．把复杂的多构件问题的求解变为少量一维结点变量问题的求解．大大减少了未知量数目．又能保证精度．并可方便地与一般有限元软件连接．     

高层剪力墙结构分析的超级有限条法

给出一种矩形超级条元，用来分析高层剪力墙结构，其做法是将剪力墙结构离散为若干个矩形条元，在条元内再用有限元法离散，采用有限元自由度向超级条元自由度的转换把，二给平面问题变为一维问题求解，可大大减少未知数目，又能保证计算精度。     

二阶双曲方程二次三角形有限元的超收敛分析

研究二次三角形有限元对二阶双曲方程的逼近问题.针对已有文献结论在解的光滑度降低一阶的情况下,利用分析和估计技巧,并结合积分恒等式和插值后处理技术,得到了相应的超逼近与超收敛结果,从而拓宽了有限元的应用范围.     

板梁组合结构分析的超级条元法

本文提出一种二结线超级矩形条元，用来分析板梁组合结构，做法是将板梁组合结构离散为若于个超级余元，在超级元内按常规有限元法离散。采用常规元自由度向超级条无自由度的转换减少未知量，可大大节省计算机存贮空间，提高计算效率，同时还能保证计算精度，并通过算例验证了正确性及其优点。     

用有限元法解决平板壳元问题

介绍了解决壳体问题最简单有效的方法就是把它转化成二维单元再进行计算,运用有限元法对单元壳体进行分析,通过对单元壳体的多次组合最终解决平板壳体问题,在计算壳体问题时能够发挥相当重要的作用.     

三维地层模型及可视化技术研究

体元构造是三维地层建模的核心。针对地质体的层状结构特征，利用平面不规则三角网，构造三棱柱体元；指出：三棱柱体元的分解与剖分是模型切割重构的关键之所在。在此基础上，通过OpenGL技术实现三维模型的可视化。最后，结合东深供水改造工程，进行了三维地层模型构建及可视分析工作。     

图象恢复中的超收敛

图象恢复中象与原象的关系可以表示为一个非线性积分－微分方程。本文了在一致三角剖分的条件下,该方程有限元解的超逼近性质。最后利用有限元的后处理技术证明了该数值解的整体超收敛性。     

土压力作用下深井式地下停车库衬砌变形分析

建设深井式地下停车库成为缓解停车难这一问题的有力措施.停车库衬砌变形过大会产生裂缝,影响车库的抗渗性能,研究衬砌的变形规律,并控制其变形具有重要意义.依据假定条件,将侧向衬砌板简化成三边固定,一边自由的矩形薄板,将地下结构空间问题转化为弹性力学平面问题,从而大大简化计算量.使用差分法和有限元法分别推导薄板在均布荷载和三角荷载作用下的位移数值解,并与文献理论解对比.结果表明,均布荷载作用时,在板中部附近隆起,而三角荷载作用时,在板自由边跨中隆起.相对于有限元解,差分解与文献理论解更为接近,表明了计算方法的可行性.利用差分法,分别计算薄板在静止土压力、主动土压力、被动土压力作用下的位移解,为工程设计提供参考.     

不连续岩体数值分析的超级有限元法

本文论述了利用超级元法对不连续岩体进行数值分析的方法。超级元法把要进行分析的工程岩体划分成为数不多的若干个超级单元，每个超级单元中可以包括各种不同类型的结构单元，而总体刚度矩阵的规模大大减少，从而使得在大型岩体工程的分析中考虑各种类型的节理、裂隙的影响成为可能．