各向异性杆扭转问题的各向同性化边界元分析

提出了采用扭转函数和应力函数求解各向异性杆扭转问题的各向同性化边界元法 ,导出了其基本方程和边界条件 ,并给出了坐标变换式 .利用各向同性杆扭转问题的简单基本解 ,按边界元法求解 ,经逆变换得到所需的应力分量和位移分量 .扭转函数法尤适用于多连域和求截面翘曲 ,并可消除区域积分 .算例表明 ,该方法简单有效     

各向同性等截面直杆扭转的无奇异边界元分析

对等截面直杆扭转问题,横截面边界上的剪应力计算是件困难的事,也是很重要的研究课题．基于该问题基本解的特性,根据边界归化工作的思想和方法,归化出应力函数和应力函数梯度的等价间接变量无奇异边界积分方程,有效避免了强奇异和超奇异边界积分的计算．矩形截面杆和椭圆截面杆扭转问题的数值结果表明,该方法具有很高的精度、效率及收敛性．     

扇形截面杆扭转的数值分析

在机械设计与应用中,为了计算扇形截面杆在外力偶作用下,杆的扭转角和横截面上的剪应力,提出了一种数值计算方法．柱体扭转的基本方程为非齐次偏微分方程,在极坐标系下,利用分离变量法及特解法,求出扭转应力函数,再由边界配置法计算出满足扭转问题边界条件的待定常数,得到了扭转应力函数的近似数值解,进一步即可计算横截面上的剪应力．给出了几种不同顶角的扇形截面杆的剪应力与扭转刚度,计算结果表明,这种方法具有足够的精确度,有一定实用价值．分离变量法与边界配置法的结合,简化了计算过程,适宜于工程设计应用．     

大曲率杆扭转问题的变分法

本文主要应用变分原理来研究大曲率杆的扭转问题,获得了大曲率杆(?)转问题的变分方程,并得到了矩形截面大曲率杆的扭转刚度和最大剪应力公式。本文所得的结果与之结果相比是相当令人满意的,我们所得的级数解收敛快,计算简单。     

自然边界元与有限元的直接耦合及其并行化实现

首先介绍了有限元和自然边界元的直接耦合法,然后以一个含3个裂纹等截面杆的扭转问题为例编写了并行求解程序,并同串行程序运行时间作了比较,从实践上说明了并行计算在有限元和自然边界元的直接耦合法中的可行性与有效性。     

弹性扭转问题的多互易杂交边界点解法

将弹性扭转问题视为泊松方程的边值问题,结合正则杂交边界点法与多互易法,提出一种新的边界类型的无网格方法——多互易杂交边界点法.该方法将问题的解分为通解和特解两部分,其中通解采用正则杂交边界点方法求解,特解则利用多互易法的高阶基本解近似.因而此解法既具有边界元法和无网格法的优良特性,也避免了域内积分和布点.引入坐标变换,各向异性杆的扭转问题也得到了求解.数值算例表明,该方法精度高、效率高、收敛性好.     

任意截面杆件的一种扭转计算方法

本文提出了一种对于任意截面杆件扭转问题都适用的边界解法。该法的原理及相应的通用计算程序比有限元法或边界元法都简单得多,而且计算效果相当好。文中列出的计算结果表明该方法收敛速度很快,精度也很高。     

柱形杆的粘弹性扭转

从粘弹性力学基本方程出发，直接求解了柱形杆的粘弹性扭转问题。     

弹塑性扭转问题的摄动加权残数法

本文提供了一种求解具有强化弹塑性等截面柱体扭转问题的摄动加权残数法.其中材料的强化规律用一幂级数表示.此法可求解所有等截面杆的弹塑性扭转问题.     

基于钻柱扭转杆模型的扭矩负反馈减振系统优化设计方法

扭矩负反馈减振是控制和消除钻柱周向粘滑振动较为有效的方法之一。原有的扭矩负反馈减振系统优化设计是在将钻柱系统看作单自由度扭转摆的基础上进行的。针对大位移井中这种简化不合理的问题，通过将钻柱系统简化为连续质量扭转杆，建立了基于钻柱扭转杆模型的扭矩负反馈减振系统分析模型，推导出了其非零虚部极点方程。利用非零虚部极点方程的复数解与模态振动的频率及模态衰减指数间的对应关系，提出了以综合模态减幅系数最小化为目标的新的扭矩负反馈减振系统优化设计方法。数值模拟结果表明，对不适于简化为扭转摆的钻柱系统，采用基于钻柱扭转杆模型的新方法进行设计可以取得相对较好的减振效果。     

正交各向异性不同材料组合体的虚边界元解法

依据多域组合问题虚边界元法思想,采用适用于正交各向异性介质和各向同性介质平面弹性问题基本解的统一模式,提出了虚边界元法求解正交各向异性弹性体与不同材料性质弹性体的组合问题的数值算法思想.文中给出了带孔的正交各向异性板和正交各向异性材料与各向同性材料结合体的数值算例.数值结果表明,该方法具有较高的计算精度和较好的计算效率.提出的数值思想具有较好的通用性,其不但能求解正交各向异性材料的多域组合问题及正交各向异性材料与各向同性材料的结合体问题,而且也能蜕化求解各向同性材料的多域组合问题.     

等参数平面裂纹问题的二级分形有限元分析

针对正交各向异性板的平面裂纹问题，应用二级分形有限元的办法研究了裂纹尖端应力强度因子的计算方法．与各向同性平面裂纹问题比拟，获得正交各向异性平面裂纹问题的一般解，并将它作为整体插值函数；利用二级分形有限元对平面裂纹板进行离散，使得求解的自由度极大地减少．结果表明，只需有限粗略的网格划分和简单的插值单元就可以有效地获得较精确的裂纹尖端应力强度因子．     

用热场模拟应力函数场进行扭杆拓扑优化

基于稳态热传导问题和等直截面杆扭转问题控制方程形式上的相似性,利用现有的有限元分析软件,通过求解热场解决了扭转问题,并以此为基础,建立扭转问题的优化模型,采用罚函数法,对扭杆的横截面进行拓扑优化。最后,给出实例说明了该方法的可行性、可靠性和高效性。     

多孔直杆扭转问题的边界元法

讨论了用边界元法解多孔直杆弹性扭转问题，证明了求具有等值面边界条件的非局部边值问题的解与求对应的边界积分方程的解是等价的，并将计算中出现的区域积分全部化为边界积分，从而减少了所需准备的初始数据和计算时间。     

等截面直杆扭转问题的进一步研究

首先给出计算弹性矩形截面直杆扭转问题的一种新方法,并采用矩形膜振动位移函数来求解该问题的应力函数,该方法简单易行、精度高,然后采用了特殊坐标变换式解决了求解任意多边形截面的等直杆扭转问题,使扭转问题处理统一化,便于应用,以上两方面研究对工作结构计算都有很高的实用价值。     

A New Approximate Fundamental Solution for Orthotropic Plate

A weight double trigonometric series is presented as an approximate fundamental solution for orthotropic plate. Integral equation of orthotropic plate bending is solved by a new method, which only needs one basic boundary integral Eq., puts one fictitious boundary outside plate domain. Examples show that the approximate fundamental solution and solving method proposed in this paper are simple, reliable and quite precise. And they are applicable for various boundary conditions.     

带裂纹扇形截面柱扭转时应力强度因子计算

采用计算柔度法对带径向裂纹的扇形截面柱体的扭转问题进行了研究 在引入扭转共轭调和函数 ψ后 ,将裂纹柱体的扭转问题归结为Dirichlet问题 ,应用有限差分法和Gauss-Seidel迭代法求解 用Simpson积分公式计算抗扭刚度系数 最后通过能量释放率与柱体柔度随裂纹长度的变化率之间的关系得出应力强度因子 ,使问题得以解决 在文中计算了扇形截面的边裂纹的多个实例 本文使用的方法 ,理论推导简洁、计算方法简单、适用范围广 ,基本上对于任何截面形状的含径向裂纹的柱体扭转问题均可求解     

基于工程测试的托圈扭力杆装置有限元应力分析

扭力杆装置作为转炉倾动机构的重要组成部分,承载着负载的动静载荷,容易出现结构应力变形损坏.采用工程测试的方法对倾动机构进行倾动力矩的测量,转化为扭力杆装置的作用力作为边界条件,通过有限元分析的方法计算了扭力杆装置的应力,结果表明,扭力杆装置最大应力为389.623 MPa,小于材料许用引力,满足使用要求.     

正交各向异性平面问题材料参数识别的反分析方法

以边界元计算为基础，提出正交各向异性平面问题材料参数识别的反分析方法。通过建立以测量位移与边界元计算相应的位移之差的平方和作为目标函数，把反分析问题转化为极小化目标函数的问题。采用Lev-enberg。Manluardt方法解极小化目标函数的问题，其中灵敏度的计算是基于离散的边界元代数矩阵方程对识别材料参数的求导。数值算例表明本文提出的方法是行之有效的。