板和壳单元在换热器管板计算中的应用（Ⅲ）管板─管束─法兰─壳体系统的有限单元模拟

以管壳式换热器的固定管板应力计算为例说明，采用本文作者所建议的方法利用有限单元法进行计算，可以将我国现行换热器标准在计算中考虑到的主要因素都包含进来．并保持标准中对管板力学特性的假设不变，而且还可以比标准的计算方法有更大的灵活性，适应更多的管板结构型式．其计算结果与实验结果相一致，精确度不比标准低．     

板和壳单元在换热器管板计算中的应用：（Ⅱ）弹性基…

文中介绍了在采用有限单元法计算管壳式换热器管板应力中，管束对管板的支承作用如何模拟，和蜕化单元与二维单元如何连接。     

板和壳单元在换热器管板计算中的应用──（Ⅰ）几种单元计算格式的推导及比较

采用轴对称的板和壳单元模拟换热器的管板－列管－壳体系统，计算管板中的应力分布，文中对几种板和壳单元方案的推导及其数值计算的比较作了简要说明．根据计算结果．建议选择３节点２×２高斯积分点的一维蜕化元．另一种是３节点３×１高斯积分点的平移与转角各自独立插值的一维单元，也可供选择．     

板桁组合结构分析中的板梁单元

为了能合理和方便地分析板桁组合结构的受力性能,将纵、横梁视为混凝土板的加动梁,建立考虑板梁共同作用和相对滑移板梁单元、无共同作用和过渡区的板梁单元.其中,将矩形板视为单元的基本部分,梁视为附属部分,即以矩形板4个结点的结点位移以及每条板梁结合面(有钉区)中线上的3个相对滑移自由度作为板梁单元的基本自由度,以构造板和梁的位移模式,由此得到板梁单元的单元刚度矩阵.     

阻尼夹层板的有限单元法

阻尼夹层板是利用阻尼材料耗能达到减振效果。本文推导阻尼夹层板的有限单元法的相关公式，并给出了算例，为设计计算这种形式的板给出有效的方法。     

四边形8-结点Mindlin板单元

文章提出一个四边形的 8-结点 Mindlin板单元。板的横向位移 w用 8-结点二次型函数插值 ,板的弯曲转角θx和θy用 4 -结点双线性函数插值。在计算与剪应变对应的刚度系数时 ,将横向位移一阶偏导数 w,x与 w,y通过它们在角结点处的值用双线性函数再次插值。以此根除原始 Mindlin板单元固有的自锁现象。本单元的理论合理 ,算法简便 ,易于实现计算机编程 ,计算效率高 ,分析结果准确。它是一个很好的从薄板到厚板范围内的实用有限板单元。     

板壳结构几何非线性有限元分析中一个有效的单元

在 Ｔｏｔａｌ－Ｌａｇｒａｎｇｅ坐标下；推导了满足离散 Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ假定的三角形板壳单元在板壳结构几何非线性有限元分析中全部的有限元列式，并以显式表示。各种数值算例表明，该单元的精度高．收敛快，单元的求解未知数少，满足同样精度所需单元数少，可以适用子各种复杂形状板壳结构的几何非线性有限元分析。     

一类有效的板弯曲单元

鉴于Ｉｒｏｎｓ的分片检验条件，在修正势能泛函中引入更一般的广义协调概念，可以推出两种简单易行的板弯曲单元。这类单元总能通过分片检验，而且可以以较少的自由度获得较高的计算精度。     

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。     

带肋板单元及其在构造正交异性板分析中应用

根据构造正交异性板单元的变形和受力特征,提出了一种超级单元:带肋板单元,给出了这种单元的形函数及其单元刚度矩阵。通过一个构造正交异性板的算例分析,将其结果与有限元结果对比,说明了该方法的正确性和适用性。     

一种通用单元用于板壳问题的弹塑性分析

讨论了一种通用有效的平板壳元用于板壳问题的弹塑性分析，单元中每个结点有六个自由度，此种单元由基于Ｍｉｎｄｌｉｎ板理论的平板弯曲单元与带有平面内转动自由度的平面膜单元组成，沿单元厚度方向采用分层方法进行弹塑性分析，算例结果表明本文方法合理，可行。     

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。     

基于分区广义变分原理的板壳单元

考察了分区广义变分原理在构造板壳有限元中的应用、由于放松了单元交界上的连续性要求，用分区广义变分原理构造的板壳单元，不仅具有自由度少，计算工作量小的优点，而且有效地改善了单元的收敛性能，提高了有限元解的精度。算例表明，分区广义变分原理在板壳有限元中有良好的应用前景。     

夹层板壳静力分析的有限单元法

在文（１）的基础上，构造了１６－２０结点夹层板壳单元。该单元考虑了层合结构的横向剪切效应，较等效单层理论和分层理论的精度高，且大大减少了结点自由度数目，提高了计算效率。由于结点自由度只有线位移，该单元易与三维实体单元连接，对厚板壳也有很强的适应性，特别适合于实际工程中层合结构的计算。     

随机位相板单元形状对远场光斑特性的影响

用衍射理论分析了随机位相板的单元形状对远场光斑特性的影响，并用面阵ＣＣＤ相机间接测量了不同单元形状（正三角形、正方形和正六边形）随机位相板的远场光斑包络，得到了与理论计算基本符合的实验结果     

张量分量混合插值板单元的构造及应用

阐明了Mindlin板单元及张量分量混合插值4节点板单元(MITC4)的基本原理;利用HyperMesh划分有限元网格,依据Mindlin板单元和MITC4板单元的基本理论,设计了Mindlin板单元与MITC4板单元的有限元程序.对简支矩形板进行静力分析,比较了利用MITC4板单元的计算值与解析解的差异.相比Mindlin板单元,论证了MITC4板单元在剪切自锁、单元几何扭曲及收敛性方面的优势.对存在孔洞的板结构进行静力分析和模态分析,比较ADINA和Matlab的计算结果,研究证明MITC4板单元算法的有效性.     

带旋转自由度拟协调三角形板壳单元

将拟协调三角形罚函数板单元和Allman二次膜位移插值模式相结合,通过在膜内增加一个旋转自由度参数,构造一种新的Mindlin三角形板壳单元。采用这一单元对板壳结构的线性和几何非线性问题作了分析。数值计算表明,该单元不仅克服了用板单元拟合壳体分析中的病态,而且使单元在保持弯曲精度的同时大大提高了膜内变形的精度。     

结合梁板单元的位移模式研究

提出了一种考虑梁板相对滑移和板剪滞效应的结合梁板单元.以矩形板中面4个结点的结点位移、板梁结合面3个点的相对滑移和板中线上3个点的剪滞翘曲位移作为单元的基本自由度,构造了板和梁的位移模式.其中以板的位移模式为主,梁的位移模式则根据板和梁之间的变形协调条件来确定.通过一个钢-混凝土结合梁试验模型的计算,结果表明,根据提出的结合梁板单元得到的结果与试验值和常规有限元的结果较为吻合,说明了此方法的可靠性.     

空腹夹层板的拟板超级有限元分析

以三个广义位移的非经典板位移模式，构造了空腹夹层板超级单元，该单元在保证高精度的同时，可大大减少自由度。建立了空腹夹层板的超级有限元分析方法。     

一种考虑剪切变形影响的矩形板弯曲单元

用单位宽纵横向条带法构造了矩形板弯曲单元的位移模式,并假定横向剪切应变在单元内线性变化,由此推导出了一个具有２０个自由度的矩形板弯曲单元计算殂式,此方法满足了单元边界Ｃ＾１连续条件,克服了“剪切自锁”,可用于大型板系结构的计算。