周期分布结构-地基系统在竖向传播地震作用下的透射边界模型

结构-地基有限模型中传统的固定（或自由）边界错误地将地震能量全都陷入结构的计算模型,严重影响了结构地震反应的计算精度．为了改善这一不合理状况,该文提出周期分布结构-地基系统在竖向传播地震作用下的透射边界模型,用于处理结构-地基的动力相互作用。在地基有限模型的底面使用阻尼或改进的阻尼透射边界,侧边使用捆绑边界。文中算例表明该透射边界模型不仅有效,而且还能应用于一般结构-地基系统的非线性动力反应分析。     

改进的阻尼透射边界

在计算结构动力学中,为了计入结构—地基的相互作用,必须在计算模型中引入透射边界。最方便而又常用的透射边界是简单阻尼边界。在此基础上文章提出了改进的阻尼透射边界。在一般动力反应计算中,改进的阻尼透射边界要比简单阻尼透射边界好     

倾斜入射地震下结构-地基的透射边界

为正确反映结构-地基动力相互作用,消除传统固定边界模型将地震能量全部陷入计算模型的不合理现象,该文提出倾斜入射地震下结构-地基动力反应分析的有限元模型及其透射边界.有限元模型由主网格、自由场网格和侧边透射层网格组成,地震以入射平面波形式输入,以入射波运动作为非惯性参考坐标系建立相对运动的动力方程.结构-地基实际反应为相对运动与入射波动之和,算例表明透射边界模型能有效地透射倾斜入射地震下结构-地基动力反应的辐射分量.     

建筑结构动力分析有限元模型

为了正确处理结构—地基动力相互作用 ,改善以往固定边界模型将地震能量全部陷入结构计算模型的不合理状况 ,以框架结构为例提出了建筑结构地震反应分析的有限元模型及其透射边界。模型中采用四结点平面应力等参单元模拟上部框架结构的梁柱构件。地基采用平面应变四结点等参单元离散 ,在地基有限元网格中设置底部透射边界和侧面捆绑边界以考虑结构—地基的动力相互作用。算例表明上述建筑结构地震反应分析的有限元模型给出了合理的结构地震反应 ,可进一步应用于地震时结构几何与材料非线性响应直至结构破坏时的计算机仿真。     

凹面体散射近场的有限元—人工透射边界解法

采用有限元－人工透射边界法求出平面波在无限长圆柱上的散射近场,并与解析解进行比较,进而对几种凹面体电磁波散射近场求解。实际应用表明该方法具有图象清楚,过程简单,适应性强等优点,可有效解决分层介质,非均匀介质中各种复杂的散射问题,亦可广泛应用于声波等其他类波的散射问题。     

结构有限元模型在地震作用下的动力分析

文章提出一种用于框架地震反应分析的有限元模型,该模型将大大改善传统的固定模型中地震波全部陷入上部结构的不合理状况,通过采用fortran结构计算软件newmark-中心差分法计算结构在地震作用下的响应,同时该文上部结构采用的6结点等参平面单元提高了以往4结点单元模型的精度.     

改进的地基-结构体系有限元模型动力反应合理性分析

为了更加真实地反映结构-地基体系在地震作用下的内力和变形特征,该文在以往结构-地基的地震反应模型中二维地基模型的基础上,提出了空间三维地基模型,这种三维地基模型同样考虑了底部透射边界理论和侧面捆绑边界理论,通过在不同条件下对三维地基模型的分析,发现与现实理论分析十分吻合,从而证明了这种地基模型的合理性,改进并完善了地基-结构地震反应模型,也为以后的地基模型合理性的分析提供了一定的借鉴意义。     

一维波动有限元模拟中透射边界的时域稳定条件

多次透射边界是近场波动数值模拟的一种重要人工边界条件,但其数值稳定性问题一直是致力于解决的关键问题,同时亦是研究难点.本文提出了透射边界时域稳定条件的概念,从透射边界时域计算参数方面界定边界稳定性特征.基于空间插值模式讨论了波动有限元模拟中透射边界可能采用的数值计算格式,进而根据频域反射系数和反射放大失稳准则导出明确的...     

改进的地基-结构体系有限元

为了更加真实地反映结构-地基体系在地震作用下的内力和变形特征,该文在以往结构-地基的地震反应模型中二维地基模型的基础上,提出了空间三维地基模型,这种三维地基模型同样考虑了底部透射边界理论和侧面捆绑边界理论,通过在不同条件下对三维地基模型的分析,发现与现实理论分析十分吻合,从而证明了这种地基模型的合理性,改进并完善了地基-结构地震反应模型,也为以后的地基模型合理性的分析提供了一定的借鉴意义.     

考虑衰减波特性的透射边界及其实现

针对几何衰减外行波,推导了几何衰减平面波多次透射边界、几何衰减球面波多次透射边界以及2种边界的频域反射系数,与无衰波多次透射边界相比,基于几何衰减波特性的多次透射边界在透射几何衰减外行波时,反射系数最小.通过对有限元分析软件ANSYS进行二次开发,成功地将几何衰减波多次透射边界、无衰波多次透射边界以及粘弹性人工边界嵌入到有限元软件中,由3种人工边界下散射问题的有限元数值算例结果可知:考虑衰减波特性的二阶透射边界计算精度最高.     

地表建筑物在地震作用影响下的有限元模拟

由于地震波得不确定性,现有针对地震对地表结构物得力学性质得理论计算存在着各种不足,为了给现有得理论计算和经验分析做出一点帮助,应用钢筋混凝土弹塑性理论和钢筋混凝土非线性有限元分析方法,采用大型显示动力分析软件LS-DYNA对已有得地震作用下地表结构物的动力响应做出分析.模拟结果和已有实际情况基本相符.通过结构物的弹性时程分析曲线可以得出结论,弹塑性动力时程分析在复杂高层结构中是十分必要的,它能在误差允许得情况下判明结构的屈服机制、薄弱环节及可能的破坏类型,是判断结构抗震性能的最贴近实际的方法.     

建筑载荷下采空区地基变形有限元分析

为了解决不同位置载荷采空区覆岩应力分布以及对地表建筑物影响的问题,结合采煤引起的开采沉陷研究理论,应用有限元方法,建立基本数学模型,选取合理的计算参数,进行数值模拟,绘制出不同位置载荷的条件下采空区位移分布等值图.结果表明:相对于采空区中心不同位置的载荷对采空区覆岩的位移分布情况,有较大的影响,由采空区的中心到采空区边缘岩层的垂直和水平位移变化较大,这是影响采空区地表建筑物稳定性的一个重要条件.     

柱壳接管受横向推力应力分析的有限元模型

建立一个新的柱壳接管应力分析的有限元模型，以克服以往这类有限元模型对薄壳进行应力分析所遇到的问题，使用三维块体Q28单元，编制了其相应的有限元程序，用该程序进行了一系列数值实验后建立了柱壳接管应力分析的有限元模型，该模型有用于D／δ≤82．8，d/D≤0.82范围的计算表明，解的吻合性好，精度较高。     

框架楼梯参与结构抗侧体系工作的有限元分析

文章基于汶川地震中框架结构楼梯的典型震害调查,并以某5层框架结构办公楼为例,利用有限元软件建立空间分析模型,对比了传统模型与考虑楼梯构件参与整体计算模型的分析结果,讨论了楼梯构件对框架整体受力和变形的影响;分析了楼梯震害产生的原因,并提出了楼梯构造处理和抗震设计建议。     

玉树地震建筑震害分析

本文在建筑结构震害现场调查的基础上,将该地区地震中损毁倒塌的房屋分为砌体结构、底框砌体结构、框架结构3部分,对每部分房屋的倒塌破损情况进行了实例阐述,给出了建筑震害的初步原因,并对建筑结构设计、施工等方面提出建议.     

砌体墙片抗震破坏有限元分析

为研究既有砌体墙片的抗震破坏性能,在水平低周反复荷载实验基础上,利用ANSYS有限元软件,建立砌体墙片有限元计算模型,并进行低周反复荷载下抗震破坏有限元分析。结果表明,不同高宽比的砌体墙片破坏形态不同,高宽比为0.6的砌体墙片的破坏形态是弯剪型破坏,高宽比为1.0和1.2的砌体墙片的破坏形态是剪切型破坏。墙体裂缝大致为交叉斜裂缝。实验结果验证了有限元分析方法的可行性。     

复杂表面问题的有限元计算与分析

碰撞、弹塑变形问题等交通运输器的安全试验通常采用实验室实物模型与计算机模型相结合进行模拟.对三维复杂区域的接触,国际标准方法采用接触变形算法模拟滑动控制.本课题采用流固耦合非牛顿流体方程初边值问题求解三维层结构特性,通过基于变分原理的摄动问题有限元方法,在高性能软件平台上实现数据的挖掘处理.由Sobolev空间嵌入原理,可将模型按接触区域进行分层单元剖分,将复杂区域剖分为若干相互连接、不重叠的六面体与空间平面四边形单元.同时,建立微观与宏观有限元双尺度计算模型进行模拟仿真对比,得到模型的能量与速度等一系列参数的变化曲线.此外,接触表面问题又可采用渐近摄动方法中的边界层理论进行研究,由此得到的微分方程特征函数空间,既可作为优化有限元基函数的解,又可用于建立一种新型的非线性特征值的渐近方法,也是估计材料特定参数的方法之一.最后,使用人工边界条件随机处理方法对求解结果的数据进行分析.     

建筑物纠斜过程中地基稳定性的有限元分析

掏土纠斜是处理地基不均匀沉降造成建筑物倾斜的有效方法 ,但掏土量控制不当 ,会使基底压力变化过大而出现建筑物整体倾覆的危险。采用邓肯模型建立地基土非线性有限元计算模型 ,对多种掏土纠斜方案中的地基塑性区进行有限元分析 ,从而判断地基的安全程度 ,为防止纠斜过程中建筑物下沉过快和地基失稳事故发生提出了分析方法。     

围护结构三维导热的有限元分析

利用有限元分析软件包Femlab,进行建筑围护结构三维导热分析。算例给出了一典型含外墙、外窗、结构柱、梁和楼板的围护结构内部三维温度分布。可视化图像以及数据计算结果,显示了外保温与内保温以及窗户内置与外置等不同构造对围护结构温度分布、散热量的影响,外保温更有利于隔断冷(热)桥。     

有限元、边界元及其耦合的数据结构

用Ｃ语言给出了有限元和边界元的数据结构,提出了再分区域的数据结构及其组织方法,为编码边界元与有限元的耦合程序提供了依据。