主动约束层阻尼杆结构纵振的多层谱有限元法

针对主动约束层阻尼(ACLD)覆盖的杆结构的纵向振动,采用一种新型的多层谱有限元法(MLSFEM)进行研究．该方法能避开使用谱有限元法(SFEM)须求解带未知参数的高阶特征方程以形成动力形状函数的困难,同时又保留SFEM仅用很少单元却精度高的优点,采用MLSFEM的典型算例表明,该方法比有限元法(FEM)更有效、精确．此外,研究了不同控制策略对悬臂ACLD杆结构频响函数的影响。     

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     

考虑接触效应的具脱层复合材料层合梁的非线性动力响应分析

基于非线性弹性梁理论,建立了考虑接触效应的具任意脱层复合材料层合梁的非线性运动控制方程．通过引入假想弹簧所算得的接触力,对系统的横向振动控制方程进行修正,有效地避免了脱层之间的相互贯穿,并给出了假想弹簧系数的计算式．整个问题采用有限差分法进行求解,算例中详细讨论了脱层的大小、深度以及载荷等因素对具脱层复合材料层合梁非线性动力响应的影响．数值计算结果表明,考虑接触效应对脱层结构动力响应分析是非常重要的,可避免脱层结构出现物理上不可能的相互贯穿．     

近断层地震下层间隔震结构楼层反应谱

近断层地震动富含长周期、大峰值的速度脉冲的特性,而目前对近断层地震动作用下非结构构件动力响应的研究较少.本文对一个5层钢框架结构进行非隔震与层间隔震振动台试验和ABAQUS有限元模拟,研究表明:(1)结构设置隔震层,能明显降低屋面楼层加速度反应β_(ac)谱谱值,谱值随着隔震层的升高而增大;同时增大了屋面楼层位移反应β_d谱谱值,随着隔震层设置位置的升高,谱值大幅度减小.(2)与抗震和隔震结构的自振周期有相近脉冲周期的地震波能明显增大屋面楼层位移反应β_d谱和屋面楼层加速度反应β_(ac)谱谱值;非隔震与隔震结构屋面楼层加速度反应β_(ac)谱和楼层位移反应β_d谱主要峰值周期与主体结构基本自振周期接近.(3)近断层地震波与结构周期比值越近,断层距越小,有脉冲作用,屋面楼层加速度反应β_(ac)谱和楼层位移反应β_d谱谱值越大.     

具损伤压电层合微梁的坍塌特性研究

以压电层合微梁为研究对象,基于连续介质力学理论和Euler-Bernoulli梁理论,在考虑其尺寸效应和损伤效应的情况下,推导了具损伤压电层合微梁的非线性动力控制方程.采用伽辽金法和龙格库塔法进行求解,分析了多种参数对微梁结构坍塌特性的影响.结果表明,考虑几何非线性项使得损伤微梁具有更高的坍塌阈值电压;控制电压、微梁长度等参数的变化均对损伤微梁的坍塌阈值电压造成影响.最后,采用有限元软件进行仿真模拟计算,验证了理论计算结果的合理性.本文所得结论对微机电系统压电层合微梁结构的设计具有理论指导意义.     

X射线能量色散谱表征纳米多层膜的调制结构

提出并讨论了采用 X射线色散谱 ( EDX)技术表征纳米多层膜调制结构的原理和方法 ,对Ti N/ Nb N纳米多层膜的调制结构特征进行了表征 ,并与横截面透射电子显微镜 ( TEM)表征方法进行比较 .结果表明 ,对于多层膜的调制比 ,EDX是一种更为精确和方便的方法 .采用 EDX结合 X射线衍射 ( XRD)技术可以准确、方便地表征纳米多层膜的调制结构 .     

一种多层叠加编码系统的功率分配方案

多层叠加编码与多级译码相结合的编码调制系统,其译码性能具有接近Shannon限的能力．文章研究一种多层叠加编码调制系统的功率分配问题．通过研究信号星座自身的结构特性,提出了一种新的功率分配方案．该方案可适用于两层及以上的多层叠加编码调制系统中．实验仿真结果表明,在使用BPSK或者QPSK作为内调制的多层叠加编码调制系统中,该方案具有较好的平均译码性能．     

某层间隔震实际工程动力测试与分析

为了检验某综合楼隔震层的实际工作性能,对这栋应用层间(首层柱顶)隔震技术的结构在环境激励和初位移这两种条件下的动力特性进行测试,得到结构的前几阶自振特性,如自振频率、振型和阻尼比.分析了初位移条件下隔震层的自由衰减曲线和滞回性能.测试表明:环境激励条件下,隔震结构与非隔震结构动力特性相似,说明隔震层尚未发挥隔震作用,隔...     

光纤涂覆层对应力长周期光纤光栅传输谱特性影响的实验研究

就涂覆层对应力长周期光纤光栅谱特性影响进行了研究,发现去涂覆层的应力长周期光纤光栅的谱特性对应力的灵敏度比未去涂覆层的明显的高,且大大改善了其传输谱的特性.     

渡槽支撑排架结构动力分析

针对扶风县官务水库灌溉干渠1号渡槽支撑排架动力稳定问题,采用拟静力法、振型分析反应谱法、有限元法对空槽和设计水位工况进行了动力分析,通过分析比较以上3种方法的静动效应叠加结果可知,1)排架在地震荷载作用下,动力响应底部最大,腰部次之,顶部最小;2)结构第一、二振型主要表现为水平振动;第三、四振型为竖直振动;第一振型的引起的地震响应最大,其他振型的贡献率较小;3)利用振型分解反应谱法对排架结构进行抗震分析得到的结果,与相同工况下商业软件的有限元结果一致性较好,而拟静力法结果明显大于反应谱振型分解法和有限元法结果;4)渡槽无水时各阶振动周期较小,而槽体充水后,各阶自振周期明显增大,这说明水体对结构的自振特性的影响较大。     

光滑有限单元法及其应用

对光滑有限单元法进行综述,介绍光滑有限单元法、边界光滑有限单元法、节点光滑有限单元法的基本思想、基本算法、方法特点以及在一些领域的应用.归纳得出:光滑有限单元法将应变光滑化措施引入有限单元法,可以降低网格划分要求,适应不规则网格;光滑有限单元法的算法与有限单元法基本相同,在有限单元法程序基础上进行少量修改即可实现;光滑有限单元法计算结果比有限单元法更精确.     

Selective Smoothed Finite Element Method

The paper examines three selective schemes for the smoothed finite element method (SFEM) which was formulated by incorporating a cell-wise strain smoothing operation into the standard compatible finite element method (FEM). These selective SFEM schemes were formulated based on three selective integration FEM schemes with similar properties found between the number of smoothing cells in the SFEM and the number of Gaussian integration points in the FEM. Both scheme 1 and scheme 2 are free of nearly incompressible locking, but scheme 2 is more general and gives better results than scheme 1. In addition, scheme 2 can be applied to anisotropic and nonlinear situations, while scheme 1 can only be applied to isotropic and linear situations. Scheme 3 is free of shear locking. This scheme can be applied to plate and shell problems. Results of the numerical study show that the selective SFEM schemes give more accurate results than the FEM schemes.     

谱元法研究周期变截面梁振动带隙特性

以周期变截面梁为研究对象,采用谱元法研究结构的带隙特性。基于铁木辛柯梁理论,从梁的波动方程出发,推导出与频率有关的插值函数,得到梁结构的刚度矩阵,再整合得到整体结构的动力学刚度矩阵。通过对结构单胞的整合,得到整体结构的动力学方程。基于周期结构的频域响应,研究其带隙特性。通过有限元模拟和振动实验,验证了谱元法计算结果的正确性。此外,分析了阻尼和结构几何尺寸变化对带隙的影响。本文研究内容拓宽了谱元法的应用领域,同时为周期结构在工程中的应用提供参考依据。     

随机层状地质体的随机有限元模拟

采用随机有限元对由随机界面分开的两层土介质问题进行了模拟。通过Ｋａｒｈｕｎｅｎ－Ｌｏｅｖｅ展开与多项式混沌展开，处理了随机刚度矩阵的非线性，将问题转经为线性代数方程组求解，取得了满意的效果。     

基于X-SBFEM的非线性断裂数值模型研究

从非线性断裂力学模型的角度,开展准脆性材料(混凝土)裂纹过程区的有效模拟,是当前的研究热点之一.扩展比例边界有限元法(X-SBFEM)兼有扩展有限元法(XFEM)和比例边界有限元法(SBFEM)两种方法的优势,利用SBFEM求解裂尖段应力奇异性问题,利用XFEM模拟非裂尖段位移场不连续.为在X-SBFEM中增加非线性断裂模型,提出采用sideface力的形式,基于黏聚力模型,通过线性叠加迭代法来模拟准脆性材料(混凝土)裂纹过程区.最后,以数值算例——单边缺口的三点弯曲梁和四点剪切梁——模拟裂纹过程区能量耗散影响,验证了所提方法的精度与应用效果.     

输运方程谱有限元耦合方法及其在核工业中的应用

本文研究求解Boltzmann方程的谱有限元耦合方法,给出了求解输运方程的谱标准Galerkin有限元、谱流线扩散有限元、谱间断有限元耦合格式.研究这些格式的收敛性,并将它们应用到了核测井领域     

有限谱方法在求解波动问题的数值精确性分析

将高精度的广义有限谱方法的求解格式推广到常规有限谱方法。建立的求解数值系统用于具有分析解的一维Burgers方程的非线性对流扩散问题,KDV方程的单孤独波和双孤独波传播问题。结果表明,适当选取的局地参数l,常规有限谱方法不仅能够准确模拟上述问题,其准确性还可以达到或超过用基于特殊函数展开的广义有限谱方法的求解精度。     

一种基于复数变量求偏导的随机有限元可靠度法

提出一种基于复数变量求偏导的随机有限元可靠度法.将工程中的随机因素设置为复数变量,通过复数函数的泰勒级数展式得到一阶导数的近似计算式.这种求导方法效率高,精度高,应用简单方便,只需在复数空间进行有限元计算,无需对有限元方程进行偏导计算,便可求出响应量的偏导数,进而求得响应量的方差.在随机有限元一次二阶矩的迭代格式中,取复数空间有限元计算结果的实部作为响应量的值,这样在求可靠度系数的迭代过程中,无需再在实数空间进行计算.复数变量法大大简化了随机有限元(SFEM)和随机有限元可靠度(SFEMR)的计算和编程过程,为工程应用提供了一种现实可行的途径.