非轴对称荷载作用下有限长圆柱厚壳的解析解

本文针对有限长圆柱厚壳承受非轴对称荷载的问题,在假设径向剪切应变沿厚度方向二次分布,径向正应变沿厚度方向一次分布的前提下,建立了包含未知量的位移表达式;采用Heaviside函数和Dirac函数表述荷载的作用形式,基于最小势能原理导出了包含七个未知函数的平衡微分方程组;在设定双三角位移函数的基础上,应用Galerkin法,求得了圆柱厚壳应力与位移的解析解.通过具体算例,将所得到解析解的计算结果与ANSYS数值解进行了对比分析,验证了解析解的可靠性.     

样条能量法解双曲扁壳的静力问题

本文采用双三次和双五次B样条函数构造扁壳的位移函数,由最小总势能原理来建立扁壳静力问题的基本方程。文中,给出若干数值算例,并与精确解和其他数值解作了比较,结果十分吻合。     

梁弯曲问题的样条小波边界元法

采用四阶（三次）样条小波尺度函数,构造了函数的B样条小波插值格式,并将其应用于梁的弯曲问题边界元法．算例的计算结果与精确解完全一致．文中给出的样条小波插值函数,可应用于其他有限元法、边界元法的的计算．     

轴对称线布荷载作用下变厚度旋转扁薄壳的非线性稳定

针对轴对称线布荷载作用下变厚度板壳的大挠度的复杂计算,以三次B样条函数为试函数,用配点法计算变厚度旋转扁薄壳的非线性稳定.给出了在线布荷载作用下,线性或多项式变厚度的圆锥壳、球壳或四次多项式壳的上、下临界荷载.多数的解答同其他方法的结果做了比较(包括有限单元法).等厚度球壳的矢高为其厚度的6 052倍时,对上临界荷载的计算仍取得了收敛的数值结果.样条配点法具有精度高和计算程序通用的优点.     

任意变厚度开顶旋转扁薄壳的非线性稳定

变厚度开顶旋转扁薄壳的大挠度计算因为复杂，仅见一种特殊情形的数值解答．在16种边界条件下，以三次B样条函数为试函数，用配点法计算变厚度开顶圆锥壳和球壳的非线性稳定．给出了在均布荷载、内边缘均布线荷载或外边缘均布力矩作用下，线性变厚度开顶圆锥壳、球壳的上、下临界荷载．在均布荷载或内边缘均布线荷载作用下，指数型变厚度固定夹紧开顶球壳的上、下临界荷载得到了同其他方法一致的结果．研究表明，样条配点法具有输入数据少、计算简便、精度高和计算程序通用的优点。     

轴对称线荷载作用下夹层扁球壳的非线性弯曲

以三次B样条函数为试函数,计算了在轴对称线荷载作用下夹层扁球壳的非线性弯曲问题．夹层板壳采用Reissner模型．将固定夹紧夹层圆板的结果同摄动法解的结果进行了比较．本文的数值结果有很高的精度．     

轴对称荷载作用下环形薄板大挠度样条函数解法

环形薄板的大挠度计算因为边界条件复杂，仅有少数特殊情形的数值解答．这些解均是利用摄动法以某点挠度为摄动参数得到的结果。当这点挠度较大或为零，将出现难以解决的困难，作者以三次B样条函数为试函数，用配点法计算环形薄板的大挠度．荷载可为均布荷载、边缘均布线荷载、边缘均布力矩及它们的组合，在所有的算例中均取得了收敛的数值结果。在均布荷载、边缘均布线荷载、边缘均布力矩作用下的计算结果同摄动法的计算结果作了比较，结果表明，样条函数的方法收敛范围大、精度高和计算时间少。     

插值样条δ-序列求解非线性对流扩散方程

提出了一种用广义函数δ序列求解偏微分方程的数值方法.首先对一阶B样条函数N1(x)进行卷积得到四阶B样条函数N4(x),用N4(x)的线性组合构造出三次样条插值基函数;然后用样条插值基序列逼近δ函数,利用δ函数的性质构造插值样条δ序列,该δ序列具有对称、Riesz基和插值性质.以非线性对流扩散方程(伯格方程)为例,用插值样条δ序列离散该方程的空间形式,用四阶龙格库塔方法描述发展过程,取得了较好的精度.为减少计算量,加快插值函数的收敛速度,进一步提高求解精度,对δ序列进行了改进,对同一算例进行数值实验,结果表明,改进后的算法求解过程稳定发展,能够有效描述局部快速变化的情况.     

基于二元三次B样条拟插值的反应-扩散方程数值解

反应-扩散方程在科学和工程的许多分支中有着重要的应用,对此类方程数值解的研究具有重要意义.鉴于计算域的复杂形状、大量的自由度等导致计算非常困难,提出张量积型二元三次B样条法求解一类分数阶反应-扩散方程和交叉反应扩散系统,首先计算得出二元三次B样条拟插值的矩阵表达式,然后利用Matlab进行数值模拟,最后将数值模拟解与精确解进行对比.研究表明,当变量t的迭代次数较低时,所提方法行之有效.     

岩体力学边界元数值计算中插值函数的改进

在样条函数替代边界元数值计算中，常用分段多项式插值作函数逼近，其优点非常突出：一方面，在给定区间上用三次样条逼近任意有二阶连续导数的函数，均方差最小；另一方面，三次样条的阶次较低，结点值的误差不会因插值计算而扩散很远，插值计算的稳定性好。文中分析样条插值函数特征，给出了具体求解格式。数值计算中引入样条函数，使最终系数矩阵变成带宽很窄的条带阵，为解决边界元数值计算中遇到的困难奠定了基础。     

边界元数值计算中样条插值函数特征分析

样条函数替代边界元数值计算中常用的分段多项式插值作函数逼近，其优点是：一方面，在给定区间上用三次样条逼近任意有二阶连续导数的函数，均方差最小；另一方面，三次样条的阶次较低，结点值的误差不会因插值计算而扩散很远，插值计算的稳定性好。分析了样条插值函数特征，并给出了具体求解格式。数值计算中引入样条函数，使最终系数矩阵变成带宽很窄的条带阵，与分段多项式插值相比，大大提高计算精度和解题效率，为解决边界元数值计算中遇到的困难奠定了基础。     

三次和五次B样条函数在动力响应分析中的应用

工程结构动力响应分析中有多种近似算法,但都存在计算精度和计算效率不够高的问题,为进一步优化,该文在H am ilton型拟变分原理体系下,建立了一种时间子域以三次和五次B样条函数插值的时间子域法。结构动力计算算例表明,以B样条函数插值的新方法最大计算误差是传统算法的1/17~2/5,计算耗时是传统算法的1/10~1/3,而且这种时间子域法的三次B样条函数插值比五次B样条函数插值在某些工程问题中更具有适用性。     

基于六次B样条的计算方法

基于偶次B样条基函数的一般构造方法,通过时域的细分划重构,拓展和构造了均匀分划的六次B样条函数及其基函数,并在此基础上,推导了结构动力响应计算中的位移元子区间法嵌套方法的递推格式,分析了该递推格式的稳定性,计算了该基函数在梁弯曲中的应用.结构的动静力计算表明,六次B样条基函数表征的物理概念清晰、简洁,表明该基函数具有良好的逼近性能和适应性,同时也表明偶次B样条应用的可行性.通过力学方法获得的六次B样条的成果,属于逼近理论的基础部分,可应用于需要逼近计算的诸多领域.     

抛物型最优控制问题的三次B样条有限元方法

对一类四阶非线性抛物方程最优控制问题提出一种三次B样条有限元方法。状态变量和对偶状态变量用具有更好光滑性的分片三次B样条连续函数进行逼近,控制变量由分片常数函数进行逼近。这样得到的状态变量和对偶状态变量的数值解二阶连续可微。建立最优性系统的全离散格式,并用迭代法进行求解。最后建立数值算例,验证方法的有效性。     

圆柱壳非线性分析的环状样条超级单元

采用环状样条超级单元计算圆柱壳的非线性问题,该单元沿环向采用周期性Ｂ样条函数插值,轴向采用Ｈｅｒｍｉｔｅ插值．导出了用于非线性分析的增量有限元定解方程,最后给出了算例．     

四次B样条Galerkin有限元法求解KdV方程

采用有限元方法进行空间离散,提出了解一维非线性KdV方程的四次B样条Galerkin方法.通过两个数值算例来体现这种算法的精确度, 对该方法得到的数值解与精确解以及二次B样条Galerkin有限元解进行比较,结果表明所求得的数值解与精确解符合得很好.     

任意变厚度旋转扁薄壳非线性稳定的样条函数解法

为解决计算矢高特大的扁壳的收敛问题，以三次B样条函数为试函数，用配点法计算了任意变厚度的旋转扁薄壳的非线性稳定．给出了均布或多项式分布荷载作用下，等厚度、线性、指数型或多项式型变厚度的圆锥壳、球壳或四次多项式型旋转壳的上、下临界荷载．所得的结果同其他方法包括有限单元法的结果做了比较．在均布荷载作用下，等厚度球壳的矢高为其厚度的6052倍时，对上临界荷载的计算仍取得了收敛的数值结果．用样条配点法编写的程序具有精度高、收敛范围特大、输入的数据和计算时间少的优点．     

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。     

基于基本解和径向基函数插值的热弹性无网格分析

采用基于基本解方法和径向基函数插值的无网格算法(MFS-RBF)分析了广义的热弹性问题.位移分为齐次解和特解两部分,径向基函数被用来插值任意温度变化和体力分布,对应于径向基函数的特解集被用来构造位移特解部分,而基本解方法用来计算相应的位移齐次解.最后,常见的重力荷载、惯性荷载和温度荷载算例验证了算法的有效性和简单性.     

预应力筋线型及预应力内荷载的分布规律

针对二次抛物线不能准确反映预应力筋实际线型特点的事实,提出了采用三次样条插值函数作为预应力筋的布筋线型函数,并在理论上确定了预应力筋反弯点的空间几何位置·根据预应力内荷载的特点,推导了预应力内荷载的计算方法,并应用这种函数精确地确定了预应力内荷载的分布规律·同时,设计了单层单跨预应力钢筋混凝土框架结构,对试件进行了实测,并结合大型ANSYS有限元分析程序进行数值模拟研究·试验结果和ANSYS有限元数值模拟结果相互吻合,验证了预应力筋的线型为三次样条插值曲线及预应力内荷载的分布规律为曲线函数的结论·