多层弹性体空间一般问题的解析解

本文利用广义柔度矩阵递推法,成功地导出了多层半无限弹性体空间一般问题,在任意荷载作用和两种层间接触条件下的通解.对于这个通解,不管弹性体的层数为多少,最后均不需再解任何联立方程.作为应用,文末计算了地基位移和应力问题实例.     

高层建筑的固有振动

按多自由度系统对高层建筑作动力分析时,有以剪切变形为主和以弯曲变形为主的两种计算简图.本文针对这两种简图提出了建立刚度矩阵或柔度矩阵的串联法和柔度系数法.另外,推荐了两种解算高次代数方程的方法:葛莱茀平方根法和牛顿—秦九韶法.     

三维弹性接触分析的边界元柔度矩阵法及其应用

将边界元法与柔度矩阵法相结合,开发了三维弹性接触分析程序,充分发挥了边界元法处理数据少,建立模型简便,求解精度高和柔度矩阵法占内存少,迭代求解速度快的优越性,利用该程序成功地求妥了等基圆曲线齿锥齿轮的瞬时接触区和接触区应力分布。     

基于改进剩余柔度矩阵的自由界面模态综合法

传统的自由界面模态综合法在求解过程中,模态截断后没有或没有很好地考虑剩余模态的影响,精度较差.这里提出了一种对传统自由界面法进行柔度矩阵改进的方法,这种方法恰当地考虑了模态截断后高价模态的影响,把模态截断后由低价模态柔度矩阵表示的高价模态改进后的柔度矩阵计入了子结构的运动方程,因而结构动态计算精度得以提高,并详细陈述了该改进柔度矩阵的推导过程.通过算例表明,与传统自由界面法相比,该方法明显提高了结构动态响应的求解精度,能满足工程需要,因此可以应用于大结构的动态分析中.     

三维弹性接触问题有限元改进混合法及数值计算

本文提出了一种弹性接触问题有限元改进混合法,采用一种新的算法计算接触面柔度矩阵,用该方法对双齿啮合接触问题首次进行了三维弹性有限元计算。与混合法比较,改进混合法求解接触问题的计算效率有很大提高。     

用分载位移法进行拱坝动力分析

本文用基于试载法的分载位移法进行拱坝动力分析,并讨论拱坝动力分析试载法中柔度矩阵的对称性质及自振特性分析等问题,指出柔度矩阵是不对称的;因而不能直接套用直接滤频法或斯托杜拉(Stodola)法计算自振特性.文中进一步证明了用直接滤频法可以得到准确的固有频率,但须经过转换才能得到准确的振型.计算实例表明,分载位移法的计算结果与有限元法的结果吻合较好.     

海洋平台对称K型管节点的局部柔度及其参数公式

将半解析法应用于海洋平台对称K型管节点局部柔度的计算,为验证方法的准确性及可靠性,首先将在轴力和面内弯矩作用下的T 型和Y 型管节点局部柔度的计算结果与国外所有的参数公式进行了比较.在此基础上.用半解析法计算了一系列对称K型管节点的局部柔度矩阵,并通过对计算结果的回归分析得出了局部柔度矩阵中5个独立元素的参数公式.当海洋平台总体结构分析要求计及管节点局部柔度时,本文的参数公式可用来计算对称K型管节点的局部柔度矩阵.     

钢管节点局部柔度的等效单元及其在海洋平台结构分析中的应用

为了在海洋平台结构分析中计及管节点局部柔度的影响，本文建立了一种在海洋平台有限元分析中代表空间管节点局部柔度的等效单元，它可方便地与通用的结构有限元程序配合，对三维平台结构进行精确的静动力分析．作者编制的与ＳＡＰ５配合使用的前处理程序，可自动生成符合ＳＡＰ５输入格式的等效单元读入刚度矩阵数据．通过算例说明，在海洋平台结构分析中计及管节点局部柔度是十分必要的．     

基于模态柔度理论的结构损伤诊断试验研究

利用多参考点脉冲锤击法的输入输出动力信号获取结构的模态柔度,可以对结构进行损伤识别,设计了一根钢筋混凝土简支梁和一块钢-混凝土组合板的静动力试验.对不同损伤状态下的简支梁和组合板进行了动力测试,得到其模态柔度矩阵,并用来预测结构在荷载作用下的位移.简支梁试验结果表明,随着损伤程度的加深,结构自振频率降低,阻尼比增大,柔度增大,但自振频率只能判断结构损伤的出现,模态柔度则能够综合全面地反映钢筋混凝土简支梁结构的损伤位置和损伤程度.组合板试验表明,在线弹性状态下,动力测试与静力测试获得的模态柔度矩阵相差很小.设计了支座刚度变化、连接件损伤和横向支撑破坏这3种损伤工况,并用这3种工况来模拟实际桥梁结构可能出现的损伤状况.通过对比结构损伤前后的模态柔度位移信息,成功实现了组合板的损伤识别.     

基于柔度相对变化率曲率矩阵的损伤结构识别方法

提出了一种基于结构柔度相对变化率曲率矩阵的损伤识别新方法。基于结构损伤的柔度差值矩阵,利用柔度差值矩阵和结构损伤前柔度矩阵的对应元素之比,构造柔度相对变化率矩阵。再对其进行差分处理,得到柔度相对变化率曲率矩阵,取此矩阵每列绝对值的最大值作为损伤识别新指标。简支梁、固支梁和连续梁的单损伤、多损伤算例表明,该方法仅需低阶模态参数就能准确定位损伤,且抗噪性能好。     

安定下限问题的数值建模

在阐述的现有安定分析理论的基础上，用ANSYS的APDL语言编程来控制分析过程，得到最佳残余应力场，从而实现了用大型有限元商业软件结构安定分析的途径。并评述了该分析方法的优缺点，进一步研究了结构的拓扑形式和载荷作用分布的变化而对安定问题的影响，明确了它们的作用机理，数值结果表明该方法用于结构安定分析是可行的。     

地下洞室围岩弹塑性仿真反演分析方法

地下洞室围岩弹塑性反演分析方法是长期以来反分析理论研究的一个难题。文中详细分析了实施弹塑性反分析所存在的3个难点,并针对这3个问题,假定围岩是理想弹塑性介质,通过参数对位移的灵敏度分析,现场实测将弹塑性位移进行分离,从而探索围岩弹塑性反分析的新途径;之后阐述了本文采用的仿真反分析的概念、实施思路及流程;最后说明了该方法的应用与检验思路,结合工程实例证明该方法的可靠性。     

颗粒振动及耗能特性研究的弹塑性接触建模方法

提出一种颗粒弹塑性接触的通用建模方法来研究颗粒系统的振动及耗能特性.构造颗粒法向塑性接触本构方程基本形式,并采用有限元法(FEM)获得无量纲本构关系;提出颗粒弹塑性细观接触加-卸载多路径模型,给出了颗粒塑性接触能量耗散的计算公式.采用离散单元法(DEM)对简谐激励下颗粒系统的振动和耗能特性进行了数值仿真分析.结果表明,颗粒使系统产生非线性振动,颗粒介质在系统进入共振区的前后均呈现出类似混沌的复杂非线性运动状态.颗粒间的法向塑性接触没有改变颗粒阻尼效应的主要耗能方式,但对颗粒动态接触行为及颗粒系统动力学特性产生重要影响.     

基于有限元的安定下限问题分析

在安定下限Melan定理的基础上，基于弹塑性有限元法，得到稳定的残余应力场，从而提出了安定分析的新方法。该方法理论清楚、实用简便，采用特殊的实施步骤可以方便的求解复杂载荷问题。最后证明该方法用于结构安定分析是可行的。     

金钟面板堆石坝应力变形三维弹塑性有限元分析

对金钟水利枢纽面板堆石坝进行了三维弹塑性有限元分析,模拟了坝体材料分区、填筑及蓄水过程和面板的分缝,采用双屈服面模型模拟堆石体的变形特征.根据数值分析的结果,对竣工期和蓄水期坝体堆石和面板的应力变形规律进行了讨论.     

Shakedown Analysis of 3-D Structures Using the Boundary Element Method Based on the Static Theorem

The static shakedown theorem was reformulated for the boundary element method (BEM) rather than the finite element method with Melan‘s theorem, then used to develop a numerical solution procedure for shakedown analysis. The self-equilibrium stress field was constructed by a linear combination of several basis self-equilibrium stress fields with undetermined parameters. These basis self-equilibrium stress fields were expressed as elastic responses of the body to imposed permanent strains obtained using a 3-D BEM elastic-plastic incremental analysis. The lower bound for the shakedown load was obtained from a series of nonlinear mathematical programming problems solved using the Complex method. Numerical examples verified the precision of the present method.     

计入粗糙度的深沟球轴承弹塑性接触性能分析

为揭示表面粗糙度对深沟球轴承弹塑性接触性能的影响,根据该轴承的载荷分布,把滚动体与内滚道接触转变为二次型函数极值问题,并建立考虑表面粗糙度的该轴承弹塑性接触模型,运用半解析法对该模型进行求解,获得了计入表面粗糙度影响的深沟球轴承弹塑性接触性能。数值结果表明:表面粗糙度会使内滚道宽度方向两端处的局部压力减小,同时使内滚道接触压力、von Mises应力、残余应力和残余变形的幅值较光滑情况时增大;同时表面粗糙度导致深沟球轴承中内滚道接触压力和残余变形分布发生波动,易使内滚道次表面产生应力集中,进而影响轴承整体使用寿命。     

多级有限元法在接触问题上的应用

采用多级有限元法对具有分析解的典型接触问题进行分析计算，将经过四次网格逐级细化后计算出的接触应力分布与分析解对比，证明可以采用多级有限元法精确分析接触区局部区域内的应力分布。经４次网格逐级细化后网格划分的细密程度较第一级可提高一万倍。     

变分不等式法解弹塑性接触问题

本文首次将变分不等式法引入弹塑性接触问题的分析,给出与接触问题微分方程提法相等价的变分不等式提法,并阐明其物理意义。本文在数值计算中采用混合坐标单元,用特殊处理后的罚法求变分不等式的数值解,在接触迭代过程中提出一种只需根据接触力进行判断的方法。计算成果是满意的,计算效率较高。     

基于性能的框架结构抗震设计

通过对三层框架结构的计算分析并与试验结果对比验证,证明了静力弹塑性分析法的有效性;结合实际工程,对六层框架进行了静力弹塑性和时程分析,得到该框架地震作用下的塑性铰分布和侧向变形.