WBM法在薄板弯曲振动分析中的应用

研究了薄板结构在点力激励下的弯曲振动响应,基于间接Trefftz法.提出了解决薄板弯曲振动响应的波函数方法(WBM).方法原理是:将振动响应展开成全局波函数和非齐次方程特解的线性叠加,这些波函数精确满足方程的齐次部分,随后利用伽辽金法在边界上进行加权残值计算.得到波函数的常数系数.同有限元法相比,WBM法不再需要划分成很小的单元,有更高的计算效率和收敛速度.可以推广到中频段的计算.以一个周边简支矩形薄板为例进行验证.结果表明方法准确且高效.     

基于等几何配点法的柔索非线性动力学分析

针对柔索结构非线性动力学问题,提出了基于非均匀有理B样条(NURBS)的等几何配点法.利用哈密顿原理建立了耦合三个平动自由度和一个扭转自由度的柔索非线性运动方程,基于等参元的思想,利用NURBS基函数的高阶连续性和配点离散强形式的控制偏微分方程组,采用Newmark-β时间积分与修正的Newton-Raphson非线性迭代法求解离散动力学方程.通过与传统有限元法计算结果对比,验证了该数值方法的准确性和高效性.进一步分析了等几何配点法典型的收敛特性,表明该方法能有效处理非线性动力学问题.     

待定函数法求解二阶常系数线性非齐次方程

二阶常系数线性非齐次方程是常微分方程中一类比较典型的方程,解的结构由齐次方程的通解与非齐次方程的特解构成.教材中求特解的做法是把非齐次项归纳为三大类,根据每一类的特点设定特解的基本形式,利用待定系数法寻找到特解.考虑到分类给教师教学与学生理解带来的麻烦,本文给出一种求此类方程特解的新方法,称之为待定函数法.利用此方法求特解可以不考虑非齐次项的具体形式,统一设定一个待定函数,通过求出这个函数得出非齐次方程的特解.     

饱和土体固结3D比例边界有限元法分析

基于饱和土体Biot固结理论,考虑土体体力与表面作用力,结合饱和土体中土骨架动力平衡方程与孔隙流体的连续方程,在计算域内采用Galerkin加权余量法,推导了3D无限、有限域全耦合饱和土体固结的比例边界有限元方程.理论推导表明:与单相弹性土体不同的是,由于孔隙水的存在,饱和土体固结比例边界有限元法方程中不仅有位移、应力矩阵,而且还存在孔隙水压力的影响耦合矩阵;该方程不仅能够满足无限域无穷远边界辐射条件,而且在径向(与饱和土体-结构接触面垂直方向,指向无限远)上具有严格的精确性,环向上(与饱和土体-结构接触面平行方向)具有有限元单元无限收敛的准确性.     

自动武器机构动力学分析中的机构单元法

本文提出了自动武器动力学分析中的机构单元法,讨论了该方法的基本概念及实施.应用能量法建立了多单元链传动(并联或串联)时自动武器机构动力学方程的一般形式.最后,给出了应用此方法计算多构件传动特性的一个算例.     

优化二次函数与共轭梯度算法

本文提出构造二次函数作为目标函数。无约束条件下优化这个函数,导出本征方程 AX=λX,一般矩阵方程 AX=Y 和齐次方程 AX=0的自适应和递推解。计算机模拟表明这种算法稳定,能获得精确解和具有快速收敛特性。     

线性非齐次方程待定函数法及相关定理证明

把数理方程混合问题的方程和边界条件视为一个整体,给出了齐次方程加齐次边界条件的形式通解的概念并证明了相关定理,还证明了非齐次方程加非齐次边界条件的形式通解的结构定理,总结了待定函数法解题步骤及一般形式,提供了求解线性非齐次方程混合问题的简便解法。     

非线性长波方程新的复合型精确解

在齐次平衡法和辅助方程法的基础上,引入两种函数变换,把二阶线性偏微分方程转化为二阶常系数线性常微分方程,并通过讨论常微分方程的解来构造一些非线性发展方程的精确解.借助符号计算系统Math-ematica,构造了非线性长波方程新的复合型精确解,验证了方法的有效性.     

波动方程第二类边界条件齐次化函数与解的关系

基于传统的齐次化边界条件方法，讨论了波动方程初边值问题第二类非齐次边界条件一般形式的齐次化辅助函数问题，采用傅立叶级数法证明了对同一定解问题，在不同齐次化函数下的解在适定意义下是等价的。     

高层筒体结构分析的样条子结构—综合离散法

吸取样条函数子结构法和综合离散法的优点,形成了高层筒体结构动力特性分析的新方法:样条子结构—综合离散法。推导了正交各向异性的4结点平面应力单元,还对独立柱子结构提出了处理方法。对于结点位移模式,沿子结构的纵向采用3次B样条函数,沿周向采用3次不等距样条函数。根据动势能驻值原理,建立以广义位移为未知量的筒体结构平扭耦连自由振动方程。计算中结构自由度数目与水平位移函数的项数在关,而与结构的层数无关。本文方法概念明晰,精确度高,计算工作量少。算例结果表明,本文结果与实验结果吻合良好。     

A-?方法在高频电磁场计算中的应用

基于节点的有限元方法具有网格剖分、构造高阶基函数容易的优点。由于在节点上定义场量,节点有限元更适用于多物理问题。但节点有限元方法直接求解电磁场会出现伪解,场量在不均匀介质中不连续等问题。基于节点的A-φ方法可以有效避免传统节点有限元方法存在的问题。本文研究A-φ方法的工程应用,研究开域和闭域问题中如何设置关于矢势和标势函数的边界条件,特别是波导问题和理想导体球的散射问题,讨论了端口边界条件,辐射边界条件的使用方法。对于理想导体边界条件采用了阻抗边界条件,与端口条件配合,克服方程的奇异性。数值卖验比较分析了A-φ法节点有限元和棱边法有限元的计算结果,验证了A-φ法节点有限元的正确性和有效性。     

应力波作用下直杆塑性分叉动力失稳分析

运用有限元特征值分析方法对应力波作用下直杆塑性分叉动力失稳问题进行了研究.基于应力波理论和相邻平衡准则导出了直杆塑性动力失稳时的有限元特征方程,方程中考虑了应力波效应及横向惯性效应,把直杆的塑性动力失稳问题归结为特征值问题.通过引入直杆塑性动力失稳时的波前约束条件实现了此类问题的有限元特征值解法.     

热屈曲碳/碳化硅薄壁结构非线性振动响应特征分析

鉴于高超声速飞行器部分薄壁结构处于严峻的热声环境中,利用有限元法研究热声载荷联合作用下的复合材料薄壁结构随机动态响应。依据板壳理论构建复合材料层合板结构系统运动方程,然后将系统运动方程转换到模态坐标下,并采用有限元法数值积分求解结构随机响应;此后基于C/SiC薄板后屈曲状态下动态响应中位移和应力信息,分析了典型的非线性振动响应特征。结果表明热载荷和声载荷对处于热后屈曲状态下的C/SiC复合材料薄板结构响应的影响方式不同;与此同时,分析了结构表现出的三类典型运动:沿初始热屈曲平衡位置线性随机振动、沿两个屈曲平衡位置之间地跳变运动以及沿任一热后屈曲平衡位置小幅值随机振动。     

复合夹层梁动力响应的谱有限元解

基于复合夹层梁的基本运动方程 ,采用有限元的基本原理 ,以复合夹层梁的一维行波方程解作为形函数 ,在频域内采用谱有限元法求解复合夹层梁的动力响应 ;另外采用通用的有限元程序 ,通过修改弹性材料特性的输入 ,以考虑线性粘弹性材料的阻尼特性 ,同样进行了复合夹层梁的频响分析 .2种方法的计算结果对比表明 ,谱有限元法可以方便地考虑夹层线性粘弹性材料的频变特性 ,且所需单元少 ,计算准确可靠     

用双曲函数法求KdV-mKdV方程的钟状孤波解和激波状孤波解

提出一种统一的求解非线性演化方程孤波解的双曲函数法,并利用这种方法求出了组合KdV-mKdV方程的钟状孤波解和激波状孤波解．作为特例,可以给出mKdV方程的两类孤波解,而且还给出了KdV方程的钟状孤波解．双曲函数法是利用非线性波动方程孤波解的局部性特点,将方程的孤波解表示为双曲函数的多项式,从而将非线性波动方程的求解问题转化为非线性代数方程组的求解问题．因此双曲函数法是一种简单而实用的方法．     

Dynamic Analysis of Kineto-Elastic Beam System with Second-order Effect

Dynamic equations of motional flexible beam elements were derived considering second-order effect. Non-linear finite element method and three-node Euler-Bernoulli beam elements were used. Because accuracy is higher in non-linear structural analysis,three-node beam elements are used to deduce shape functions and stiffness matrices in dynamic equations of flexible elements. Static condensation method was used to obtain the finial dynamic equations of three-node beam elements. According to geometrical relation...     

利用Bessel函数求解波动方程的定解问题

分离变量法是求解波动方程定解问题的一种重要方法。分离变量法的重点在于求特征值及其对应的特征函数。Bessel函数是应用很广泛的一种特征函数,运用Bessel函数的有关性质可以很方便地求解波动方程的定解问题。     

广义Burgers-Fisher方程的精确孤立波解

利用双曲函数方法，求解了一类非线性波动方程的精确行波解，得到了若干其他方法不曾给出的新精确解。这种方法的基本原理是利用非线性波方程孤立波解的局部特点，将方程的孤立波解表示为双曲函数的多项式，从而将非线性波动方程的求解问题转化为非线性代数方程组的求解问题。     

一类非线性波动方程新的精确孤立波解

利用双曲函数方法求解一类非线性波动方程的精确行波解，得到了若干其它方法不曾给出的新的精确解.这种方法的基本原理是利用非线性波方程孤立波解的局部特点，将方程的孤立波解表示为双曲函数的多项式，从而将非线性波动方程的求解问题转化为非线性代数方程组的求解问题.     

mKdV方程的精确解

对求解非线性数学物理方程的F-展开法作了一点扩展。并利用此方法求出了mKdV方程的一些用Jacobi椭圆函数表示的双周期波解，尤其是用两个不同Jacobi椭圆函数表示的周期波解。在极限情形。得到了该方程的孤立波解(如激波解)和三角函数表示的周期波解。