涡旋式压缩机动涡旋有限元分析方法

编制了具有较强通用性的动涡旋三维实体和二维壳体有限元分析网格自动生成软件,并按实体单元和壳体单元进行了涡旋式压缩机动涡旋的网格划分和应力变形计算．总结了壳体单元和实体单元各自的优越性．     

带旋转自由度拟协调三角形板壳单元

将拟协调三角形罚函数板单元和Allman二次膜位移插值模式相结合,通过在膜内增加一个旋转自由度参数,构造一种新的Mindlin三角形板壳单元。采用这一单元对板壳结构的线性和几何非线性问题作了分析。数值计算表明,该单元不仅克服了用板单元拟合壳体分析中的病态,而且使单元在保持弯曲精度的同时大大提高了膜内变形的精度。     

无限单元法在公路隧道结构分析中的应用

采用具有精确解的无限厚壁圆筒作有限单元法分析和无限单元法分析,通过对这两种分析方法的分析结果的比较得知：无限单元法是解决无限域问题的一种有效的方法,采用这种分析方法进行隧道及地下工程结构分析,可以消除有限单元法所带来的边界效应,从而使计算精度大为提高。本文采用无限单元法对某公路隧道进行了分析计算,计算结果与实际基本吻合。     

板和壳单元在换热器管板计算中的应用──（Ⅰ）几种单元计算格式的推导及比较

采用轴对称的板和壳单元模拟换热器的管板－列管－壳体系统，计算管板中的应力分布，文中对几种板和壳单元方案的推导及其数值计算的比较作了简要说明．根据计算结果．建议选择３节点２×２高斯积分点的一维蜕化元．另一种是３节点３×１高斯积分点的平移与转角各自独立插值的一维单元，也可供选择．     

采用四边形面积坐标带旋转自由度的平面膜单元

给传统膜单元引入一个垂直单元平面的旋转自由度，可以增加位移场的阶次，提高计算精度，从而显著提高单元性能。与一些精度高的板元组合，可以提高壳体的分析精度，还为高层结构中剪力提供了一种性能良好的墙单元。本文采用最新的四边形单元面积坐标，利用Allman插值，构造出一种新型的面积坐标下带旋转自由度的膜单元。算例计算表明，这种新单元精度高，对单元畸变不敏感，而且在面积坐标下，可求出单元刚度矩阵的积分显式。     

基于六节点三角形单元优化虚单元法

选取六节点三角形单元优化了虚单元法,弥补了三节点单元求解的自由面是折线的不足,同时解决了等参四边形单元难以寻找节点移动路径的问题.此外,在计算程序中引入节点相关次数矩阵,实现了对虚单元法的进一步优化,提高了计算效率和计算精度.与等效渗透系数法计算结果分别同电模拟试验解比较表明,本文方法在大网格单元划分下仍能得到准确且连续光滑的自由面曲线,计算精度没有因单元数量的减少而降低;在相同的精度条件下,计算效率较三节点单元提高.     

改进单元对联肢剪力墙的有限元计算

Allman构造有旋转自由度的三角形单元解决了一维单元与二维单元的连接问题,并且提高了同类单元的计算精度。文献[1]与文献[2]在这方面对该单元进行了改进,使之更利于对弯矩传递的计算。本文通过算例说明构造的带旋转自由度的墙板单元是准确可行的,建立的钢筋混凝土联肢剪力墙模型能正确反映其在单向荷载下的变形全过程。     

防空兵群火力单元需求分析与计算

防空火力单元需求量的计算是防空作战筹划中极其重要的一项内容,而且如何计算火力单元的需求量一直是部队指挥员的难题。为解决该难题,本文结合部队的一些实际情况,采用定性分析与定量计算相结合的方法对防空兵群防空作战火力单元需求的计算进行了研究,并提出了相应的数学模型。     

单元构建数学规划模型研究综述

对近十年解决单元构建问题之一的数学规划法进行综述。分别从静态单元构建问题、动态单元构建问题、模糊单元构建问题、集成单元构建问题及双资源单元构建问题进行总结。从近十年对单元构建问题的研究来看,研究者所考虑的因素越来越全面,提出的模型更具有广泛性。在总结的基础上,提出了单元构建数学规划模型有待深入研究的方向。     

无单元法在箱形基础中的应用研究

无单元法采用滑动最小二乘法来构造形函数 ,将无单元法用于弹性地基箱形基础的挠度及内力的计算中 ,推导了无单元法刚度矩阵公式 ,编制了相应的程序 ,并给出了算例 .计算结果表明 ,用无单元法解决箱基础问题是合理可行的     

固流耦合振动问题的加权残值法

利用最小二乘配点法计算充液圆柱壳体的固有频率,结果与考题相符。假设圆柱壳体内的液体为不可压缩无粘无旋的理想注体,其速度热函数满足Ｌａｐｌａｃｅ方程试函数取重三角函数。通过配点离散化后,最后将固有频率问题回归结为四次特征值问题,通过一些变换,将四次特征值问题化为一次标准特征值问题,再由ＱＲ法求解。     

圆柱壳体的强度优化设计理论研究

对在任意轴对称分布荷载作用下体积保持常数的变厚度圆柱壳的强度优化设计问题进行了研究 .采用阶梯折算法 ,用传递矩阵导出了变厚度圆柱壳的初参数解的显式表达式 .根据 Huber-Mises- Hencky强度准则 ,将变厚度圆柱壳的强度优化转化为极小化当量应力的非线性规划问题 ,并采用投影梯度法建立了问题的优化方法 .对几个典型问题进行了计算分析 ,取得了较好的结果 .     

圆柱壳的屈曲荷载最大化设计

研究了弹性圆柱壳在任意轴对称边界条件下和受均布法向荷载作用下的稳定性优化设计问题，即极大化屈曲临界荷载。利用能量原理分析轴对称变厚度圆柱壳的分支点屈曲，将求解屈曲临界荷载变成求解广义特征值方程，使圆柱壳稳定性优化设计成为极大化最小特征值问题。算例表明了本方法的有效性。     

弹性圆柱壳的振动优化设计

研究了在任意轴对称边界条件下的圆柱壳的自由振动优化设计问题 ,即寻求圆柱壳的最优厚度分布使自振基频极大化。利用半解析元方法分析轴对称变厚度圆柱壳的自由振动 ,将求解自振基频归为求解广义特征值方程 ,使圆柱壳振动优化设计成为极大化最小特征值问题。典型算例表明了本方法的有效性。     

集中载荷双曲扁壳方程的有限付氏正弦变换解法

本文论述了矩形域上双曲扁壳体在集中载荷作用下,其方程组的求解问题。首先,本文将描述矩形域上的双曲扁壳体的偏微分方程组的定解问题,简化为偏微分方程的定解问题;第二,用有限付氏正弦变换求得简化后的偏微方程定解问题的解,从而,得到原定解问题的解。     

压力容器有限元计算中的整体建模方法研究

在压力容器有限元计算中,通常仅针对所关心局部区域进行建模;但局部建模将带来边界条件难以确定的问题。针对一受内压作用的过热器强度计算问题,提出一种实体单元/壳单元混合建模的整体建模方法。对较厚区域,关注的局部区域及结构不连续区域采用实体单元建模;其余薄壁结构用壳单元建模。通过改变实体单元/壳单元连接位置,建立不同的计算模型。计算结果和实测结果比较表明:通过合理选择壳单元和实体单元连接位置,该整体建模方法所得计算应力能与实测应力较好吻合。既避免了局部建模边界条件难以确定的问题,又达到了减小整体模型计算规模,同时保证局部计算精度的目的,为类似的工程问题提供了参考。     

三向网格扁锥面网壳的非线性固有频率

根据薄壳非线性动力学理论,用拟壳法给出扁锥面网壳的非线性动力学基本方程.选取扁锥面网壳中心最大振幅为摄动参数,用摄动变分法进行求解.一次近似得到了扁锥面网壳的线性振动时的固有频率,二次近似得到了扁锥面网壳的非线性固有频率.     

考虑失稳模式的环肋圆柱壳结构优化设计

利用ANSYS参数化建模与遗传算法相结合的方法进行结构优化,研究了总长和半径一定的环肋圆柱壳以质量最轻为设计目标,满足强度和稳定性要求的最优壳体厚度、肋骨尺寸及肋距的优化设计问题.为了解决优化设计过程中难以确定稳定性约束条件而导致优化结果并非全局最优解的问题,提出了基于ANSYS路径映射技术与MATLAB根增量搜索方法相结合的判断方法,以自动判断优化过程中模型的失稳模式,并通过环肋圆柱壳的优化设计实例验证其有效性.结果表明,所提出的失稳模式判断方法有效可行,优化算法能够在较短时间内收敛到全局最优解.     

壳体材料对破片穿甲威力的影响

对某型战斗部分别使用铝合金和钛合金壳体时破片穿甲能力进行了研究,发现破片相同时,钛合金壳体降低了其破片穿甲率。根据破片穿甲理论,提出对破片进行优化,提高其打击比动能,即提高破片存速并降低其打击面积的方法来解决钛合金壳体对破片穿甲率的影响,并通过数值模拟和靶场试验对其可行性进行研究。结果表明,优化后破片的极限穿深得到了提高,有效地解决了钛合金壳体对破片穿甲率影响的问题。     

单层扁锥面网壳非线性动力稳定性分析

用拟壳法建立了正三角形网格的三向扁锥面单层网壳的非线性动力学方程,在周边固定条件下,通过Galerkin作用得到了一个含二次、三次项的非线性微分方程,通过求Floquet指数讨论了分岔问题,在给定的初始条件下解得了此非线性动力系统的自由振动方程的准确解,通过Melnlkov函数得到了发生混沌的临界条件,通过数值仿真证实了混沌的存在。