应力－应变状态对应图

本文介绍的应力－应变状态对应图是对有关这方面［１］、［２］论述与推导的进一步改进与补充，应力－应变状态对应图不仅可以形象地描绘一点的应力状态和应力应变之间的对应关系，还可以将实际变形区中的点对应到状态图上，反映出加工变形过程中应力应变的变化规律。因此可以利用该图来帮助分析各种金属塑性加工的成形规律。     

有限元分析中开挖释放荷载的正确计算--对"有限元计算深开挖中挖方等效荷载的分析"一文的讨论

《河海大学学报》１９９８年第５期刊载了王勇等撰写的“有限元计算深开挖中挖方等效荷载的分析”一文［１］,文中介绍了计算开挖面上释放荷载的两种方法．从基本原理看,开挖问题即是将开挖面上的应力完全解除,使其成为应力自由面,就此而言,两种方法的本质是一致的,但计算结果却造成很大差异,文［１］将这种现象归结为由单元应力求结点力的过程中应力精度不足所引起的．笔者认为,这种解释很难令人信服,即使精度不够也不致引起规律性的不符,究其原因在于文［１］中引用的（２）式是错误的,并且不少有限元文献在论述该问题时均出现…     

用板壳单元法对四孔地道桥的空间受力分析

地道桥在正常运营和顶进施工过程中的空间受力分析是设计地道桥的重要过程,从板壳元的有限元模型四节点平板薄壳矩形应力单元和弯曲单元出发,分析编制了地道桥分析主程序进行地道桥空间受力分析,通过算例与ANSYS6.1计算相比较,验证了程序的正确性,并由此计算了一四孔地道桥。     

移动荷载作用下柔性路面的动力响应

将车辆荷载的接地形状简化为矩形，将柔性路面视作多层粘弹性半空间体，并考虑路基材料对应变幅的依赖性，采用修正的平面应变模型，用传递矩阵配拉氏变换和傅立叶变换法，对移动的平稳荷载作用下柔性路面的动力响应进行了分析，得到了柔性路面任意深度处的应力和位移，并将理论计算结果用模型试验进行了验证。结果表明，移动荷载作用下柔性路面的动力响应分析方法结果正确，计算简单，便于应用。     

机床结构件静、动特性的有限元法计算研究(二)

本文主要在[1]的基础上,进一步研究用不同形态的单元(三角形单元和矩形单元)来作机床结构件的静态和动态特性计算,从计算结果分析单元形态与收敛速度的关系并进行理论分析。其次,探讨薄壳类型的机床结构件的计算模型,通过计算研究,提出若干看法。     

机械零件可靠性计算的简化方法

本文根据干涉理论，提出了广义应力许用均值的概念和计算式，以及在正态分布 条件下零件的可靠性条件式：Ｚ≤［Ｚ］（或ｈ≥［ｈ］）；并利用离散系数的概念，导出 了工程设计中随机变量函数的离散系数的组合方法和常用公式；以及其方差的简化算 法，从而使机械零件的可靠性计算得以大幅度地简化．文中方法便于实际应用．     

用曲线拟合计算粘弹性材料常数

为了便于在动力分析中计算粘弹性阻尼器的非线性反力，文献［１］提出了描述粘弹性材料应力应变关系的公式，公式中有五个待定材料常数。本文分析了用曲线拟合的方法确定这五个常数的原理，导出了曲线拟合的相应公式，文中给出了算例。     

有限元中的拟协调元及在构造双曲壳单元上的应用

本文以弹性力学连续性方程的弱形式出发，用网线函数推导出了近似的协调元即拟协调元［１］，并进一步论证了拟协调元通过分片试验和满足刚体位移条件，提出了一个构造双曲壳单元的方法。 文中以双曲扁壳为例，构造出具有十五个自由度的双曲扁壳三角形单元。计算实例表明，单元比较好地满足刚体位移条件，计算的精度和收敛性是令人满意的。与文献［１３］提出的具有３６个自由度的三角形双曲壳单元相比，本文构造的单元具有节点参数少，计算量少，更适于分析复杂结构的优点。     

筏－桩－土共同作用分析方法

提出了一种分析筏－桩－土共同作用工作性状的实用计算方法—位移协调法［１］．该方法假定筏极与桩土地基位移协调，对矩形筏板根据其边界条件和变形性状采用一种双重三角级数位移模式．对拉土地基采用单桩计算方法—考虑桩压缩性的位移协调法［１，２］，分析桩土之间的相互影响。根据位移协调条件和力平衡条件建立筏－桩－土共同作用的分析方程．可求解筏板与桩土地基之间的接触应力、桩土地基的应力及沉降、筏板的沉降、弯矩、扭矩及应力和桩筏基础对周围环境的影响等．文中对桩筏基础、片筏基础及性承台的分析与设计具有理论与实用价值．     

钢筋混凝土桥墩压弯承载力统一算法

针对钢筋混凝土桥墩压弯承载力的计算，提出了基于极限状态的截面应力-应变关系，并分别以等效矩形应力图和混凝土应力-应变公式处理受压区混凝土的抗力计算图式，将轴压-压弯-纯弯的计算方法统一起来，使计算更简捷，最后给出工程应用实例．     

船体的极限承载能力

用摄动－迦辽金法求得矩形板的单位轴向缩矩－压缩载荷之间的关系．按照Ｓｍｉｔｈ法得到各单元的平均应力－平均应变曲线和船体梁总纵弯矩与曲率的关系曲线，编制了ＦＵＳＲＡ程序．船舶模型的数值计算表明，结果与试验值相吻合，具有简便、省时等优点．     

铁电材料的非线性本构行为

针对铁电试样电畴随机分布的情况,提出了多电畴力学模型．模型中极化后的铁电试样由许多靠近极化电场方向的随机分布的电畴所组成．每个电畴看作是一个单元,每个单元的翻转驱动力计算公式中的应力和电场强度采用宏观应力和电场强度,利用标定的电畴翻转驱动力与电畴翻转体积分数之间的强化关系,计算出每个单元的电畴翻转体积分数,将外加应力和电场强度和求得的电畴翻转体积分数代入本构方程就可以求得各个单元的应变和电位移,对所有单元进行体积平均得到铁电试样的宏观本构响应．同时也对铁电试样的非线性本构行为进行了有限元模拟．在有限元计算中,首先由宏观应力和电场强度计算出每个单元电畴翻转驱动力,进而得到各单元电畴翻转体积分数,就可以针对本次加载进行有限元计算,计算中考虑到各单元自发极化方向不同而引起的交互作用得到各单元的应力、应变和电位移,体积平均求得试样的宏观本构行为．根据以上两种方法进行了计算,计算结果包括单轴力加载和单轴电加载下的应力应变曲线、应力电位移曲线以及力电耦合加载下铁电试样的电滞回线、蝶形曲线,理论预测与实验结果符合良好．     

轿车车身强度及刚度有限元分析

为了便于修改和调整轿车整车的有限元模型,提高有限元模型生成速度,对轿车车身和车架的强度和刚度进行有限元分析。应用参数化曲面造型技术、参数化变量技术实现整车的映射网格自动剖分,应用薄壳单元和厚壳单元模拟车身和车架,建立了全板壳单元轿车车身骨架有限元计算模型。采用映射网格单元来分析计算,优化处理存储数据,使得车身、车架变形和应力分布的分析计算速度更快、精度更高,并且获得更好的分析结果。在弯曲、扭转工况下对轿车车身进行强度、刚度分析,计算出变形和应力最大部位,并依据最大应力区,提出改进方案,降低了最大应力。     

一种受剪细观损伤单元模型及其应用

基于剪切损伤破坏机制,发展了相应的细观损伤单元模型,它由弹脆性的微弹簧和模拟裂缝滑移的塑性元件组成.混凝土单轴受压时的宏观性能可用受剪细观损伤单元的并联体来解释,由此建立了混凝土单轴受压的损伤本构关系模型,并建议了塑性变形的简化计算方法.通过引入混凝土剪切单元破坏应变分布随机场,推导了应力与损伤的均值、标准差的表达式.根据混凝土单轴受压时的应力-应变全曲线试验结果,结合随机建模原理和优化算法确定随机场参数和材料参数,将分析得出的受压随机应力-应变关系与试验结果进行比较,二者吻合良好.     

压力容器椭圆形封头开孔部分有限元混合法应力分析

自从L.R.Herrmann在60年代末,提出混合法单元模型,并应用于薄壳计算后,混合法得到较快的发展。75年国内用以计算了圆锥形薄壳—卜字形叉管,证实了此法计算薄壳的有效性。在此基础上,本文进而计算了压力容器椭圆形封头孔边应力。证实了L.R.Herrmann     

金属材料循环加载本构关系有限元模型的二次开发

金属材料多轴循环本构关系与加载路径强烈相关,只有建立路径相关的金属弹塑性本构关系模型,才能对复杂的多轴循环载荷下的机械零部件进行准确的应力应变分析和疲劳寿命预测。基于增量理论,建立金属材料弹塑性本构关系的有限元模型,并利用Ansys有限元软件下的UPFs对Ansys单元本构关系进行了二次开发。最后对二次开发的单元本构关系模型与Ansys自身材料库模型进行了算例对比,开发的单元本构关系模型计算结果准确可靠,可以进行金属材料循环加载下的应力应变分析。     

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…     

洛仑兹力的应力应变效应

阐述了非定常电磁场和机械场的作用下，洛仑兹力对非线性载流薄板薄壳应力应变状态的影响。导出在电磁场中洛仑兹力的具体表达形式，通过对环形薄板的电磁场和机械场联合作用下应力应变状态的计算，计算变化洛仑兹力的作用可以得到最佳的应力应变状态，本文可供在经电磁场中工作的载流元件，防护元件及设备的结构设计时参考。     

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.     

基于实体壳单元的板壳非线性变形分析

将实体壳单元模型引入显式有限元方法,通过添加12个改善拟应变参数弥补变形缺陷解决闭锁问题,并利用共旋理论和径向返回迭代法更新应力.利用这种基于显式算法的实体壳单元模型对板壳结构非线性变形的标准算例进行计算,并与实体单元及壳单元计算结果进行对比.结果表明,该实体壳单元具有较高的计算精度,可有效地解决板壳非线性大变形分析问题.