计算连续介质力学

非线性连续介质力学是现代计算力学的基础课题之一,本书介绍连续介质力学的非线性理论以及在发展大位移动力分析的非线性计算公式化中的应用,书中论述了连续介质力学的基本概念,给出了两个非线性有限元动力学公式化：通用的大变形有限元动力学公式化和能有效地解小变形问题的公式化。     

简论岩体的两类力学模型

连续介质模型和不连续介质模型是岩体的两类力学模型,根据两类力学模型的适用范围并运用劳丹的科学合理性模式,指出：两类模型不是对立的,而是互补的;今后应建立既能反映连续性又能反映不连续性的统一的岩体力学模型。     

多体系统动力学基本方程(Ⅰ)

本文应用近代连续介质力学方法,精确地推导出单块介质大位移、大转动、小变形情况下的连续介质动力学的基本方程与初值、边值条件。     

广义连续介质力学

以往，连续介质力学被看作以牛顿力学为基础并与各种工程学科相关的学科，因此，重点集中在以声速控制的固体力学和流体力学方面，本书的目的是把以光速控制的物理现象也包括在连续介质力学中，这样，连续介质力学就包括麦克斯韦的电磁连续介质和爱因斯坦相对论的时空连续介质。     

非均质性对岩体应力场反分析结果的影响

从弹性介质的假定出发,利用“等效”节理岩体等效模型和节理岩体统计等效模型,分析了有限单元法位移反分析反算岩体弹性模量和原岩应力场的问题,通过参数研究,讨论了岩体节理和非均质性对位移反分析结果的影响.结果表明,在节理岩体“等效”连续介质力学模型假定下,采用不同力学模型对反算的弹性模量值有较明显影响,而节理岩体力学参数非均质性对反算原岩应力场的影响很小,均质、各向同性假定在原岩应力场实测和位移反分析中是适用的.     

围岩粘弹性本构方程的反演识别

可用于模拟岩土介质系统工程响应性态的数学物理模型很多。就采用连续介质力学的原理而言，岩土力学基础理论研究发展了众多的本构关系模型，因而模拟计算分析的准确性与岩体本构关系的选择有关。本文研究直接利用岩体工程现场位移量测信息判别岩体粘弹性本构关系模型的原理和，岩体力学反演理论的一个重方面。算例分析表明本文所提方法有较大的工程应用价值。     

岩体抗剪强度特性研究

岩体是一种不连续介质，岩体及岩体结构 度特性具有一定的特殊性。岩体抗剪参数取值是否合理，关系到工程的安全和经济性。研究主改进结构面，岩桥抗剪强度确定的新技术以及抗剪参数取值的新方法。     

锚杆作用机理及不同锚固方式的力学特征

运用理论分析及数值计算的方法对锚杆作用力的产生机理、分布规律及其对岩体作用的力学效应进行了探讨。结果表明，锚杆与围岩阃的相对位移或相对位移趋势是锚杆作用产生的条件；从力学角度考虑，端部锚固、全长充填的方式是理想的锚固方式。     

矿山岩体力学及工程的研究进展与展望

文章针对采矿工程的实际问题，综述了矿山岩体力学理论与应用的研究进展，主要内容包括矿山岩体力学的损伤研究与应用、矿山岩体力学的分形研究与应用和矿山岩体力学损伤与分形研究的工程应用；讨论了矿山岩体力学今后的研究方向，即深部开采带来的工程灾害防治、开采方法选择的科学问题与关键技术措施。     

节理倾角对岩体冲击力学特性影响试验研究

地下岩体工程经常承受动态荷载,进行岩体的动态力学特性研究迫不及待.本文以落锤冲击试验机进行动态加载,通过相似材料预制试验岩石模型,开展了不同节理倾角与无节理岩体模型试件共四组冲击加载试验,对比分析岩石试验样品冲击过程中的力时程曲线与压缩位移时程曲线,得出在落锤冲击荷载作用下节理的存在降低了岩体所能承受的冲击力峰值,增加了其动态压缩位移,岩体节理倾角越小其动态压缩位移越大.     

三维纤维梁单元增量非线性有限元分析

以三维连续体介质力学和虚位移原理为基础,推导了增量更新拉格朗日(UL)列式,此列式中保留了大位移增量刚度矩阵项,并对此刚度矩阵进行修正使其成为对称矩阵.根据增量UL列式,推导出小应变、大位移、大转动三维纤维梁刚度矩阵.该梁单元的刚度矩阵考虑了复合材料非线性、大位移、大转动高度几何非线性.该单元采用平截面假定,忽略剪切变形的影响,以轴线节点的位移表示截面上任意一点位移.根据以上理论编制了分析程序,通过对几个算例分析,证明该方法的精确性、通用性.     

考虑磁致伸缩效应的偏转式发电机的振动特性研究

为了提高风能利用率,解决现有开关磁阻发电机转子旋转的单一性问题,提出一种新型可偏转双定子开关磁阻式风力发电机。首先,基于电磁-固体力学模块,建立定子结构磁固耦合数值模型,对电磁场、磁通密度、磁致伸缩密度进行了理论分析。其次,采用有限元平台对发电机进行了直观建模,基于力学理论建立考虑磁致伸缩效应的电磁-固体力学基本方程。最后,通过有限元法对发电机内、外双定子以及转子自转、偏转进行磁固耦合仿真,得到应力分布及对应的振动位移。仿真结果表明:磁致伸缩效应下的振动位移属纳米级别且所受应力较小,对发电机运行影响可忽略不计。磁固耦合的分析方法可为分析电机振动、进一步优化发电机参数提供理论参考。     

基于共转法U.L.列式三节点壳元几何非线性有限元分析

以三维连续介质力学和虚功原理为基础,推导出增量U.L.有限元列式,该列式保留了大位移增量刚度矩阵项,通过对该刚度矩阵进行修正可使之成为对称矩阵.根据该增量U.L.列式,文中采用三边形的形函数推导了三维三节点壳元的切线刚度矩阵,并考虑了横向剪切应力的影响.在求解增量方程时,采用CR(Co-rotational)法,将刚体位移从节点位移增量中扣除,得到节点纯变形增量,利用小应变理论计算单元内力.编制了非线性有限元程序,通过算例进行了几何非线性分析,验证该理论的精确性、高效性和通用性.     

比例边界单元法模拟混凝土梁混合裂缝扩展

 基于线单性断裂力学（LEFM）,采用比例边界有限单元法（SBFEM）模拟了混凝土梁混合裂缝扩展。通过与非线性有限单元法（NFM）模拟结果的对比,说明了SBFEM能预测裂缝扩展轨迹,并能准确有效计算荷载位移曲线及其作用点的挠度曲线。     

基于相对自由度壳的非线性动态分析

为了简便有效地解决板壳结构的大变形问题 ,针对16节点相对自由度壳单元进行研究。该单元的位移场由壳的中面节点位移和上表面节点的相对位移组成 ,不带有转动变量。所有的研究都是基于完全的三维位移、应力、应变场。利用 Hu- Washinzu变分原理 ,采用拟应变法 ,对应变场另行假设 ,能够改善该单元在大变形情况下的计算精度。通过引入 Wilson非协调模式 ,构造了大变形情况下的拟应变场表达式 ,给出了该单元用于解决非线性动力分析问题的有限元求解方程。算例表明 :该文针对相对自由度壳单元提出的方法及推导的公式 ,能够解决壳的弹塑性大变形动力分析问题     

工程结构几何非线性有限元研究述评

在结构线弹性计算中,一般都假定在加载过程中用结构变形前的形状来代替变形后的形状.然而在实际工程结构中,往往存在着大位移、大转角或大应变等问题.这时平衡条件就应如实的建立在变形后的位形上,以考虑变形对平衡的影响;同时应变表达式也应包括位移的二次项,这就需要采用几何非线性来研究.以此为出发点与当前流行的有限元方法相结合,分析了几何非线性有限元法分析的一般过程.综合比较了几何非线性有限元法在杆、梁、板、壳等方面的国内外研究成果,指出目前仍存在的问题,提出今后的发展方向,为几何非线性有限元的理论研究与程序设计提供参考.     

QY50汽车起重机回转台有限元分析

对QY50型汽车起重机回转台进行了力学分析,根据其受力特点,建立了回转台有限元计算模型,对位移、应力计算结果进行了分析,提出了回转台结构改进的若干措施.     

层状地基分析的超级有限层法

基于传统有限层法基本原理提出6参数一般有限层法。层元的位移模式采用5次完全多项式与双重级数相乘的形式;通过应用弹性体静力平衡条件对三维位移函数多项式系数之间的相关性进行分析简化,得到未知的独立位移参数6个,与层元的节面位移数目对应相等,保证了层元位移模式的完备性。通过超级有限层元与其内部小层元间的运算矩阵转换,进一步推导了6参数超级有限层法,满足了相邻小层元间高阶变形的协调性。通过算例分析表明,6参数一般有限层法仅适用多薄层地基;而超级有限层法可以适用于多种厚度的多层地基。     

大型电除尘器底梁及支架的有限元分析

根据某型号电除尘器钢结构主要部件底梁及支架的结构特点,利用大型通用有限元分析软件I DEAS,建立其实体装配模型和有限元模型,并对底梁和支架进行了静力学的有限元分析,研究了在各种载荷的共同作用下底梁和支架结构应力(应变)以及位移(变形)情况。结果表明,应用I DEAS软件分析计算具有较高的精度,所建立模型和采用的计算方法合理,可进一步用于电除尘器钢结构的优化设计。