高阶形式广义节点有限元法及其应用

所发展的广义节点有限元法是将传统有限元法中的节点广义化,在不增加节点个数的前提下,仅通过提高广义节点插值函数的阶次,达到提高有限元解精度的目的。传统有限元法是这种方法当广义节点阶数退化为０时的特例。主要讨论了这一新 高阶形式。重点分析了广义节点阶次的提高对计算精度以及计算量的影响,并与低阶方法以及传统有限元法进行了比较。对受弯悬臂梁和半无限平面受集中力作用两个算例的数值分析表明：１）广义节点阶次的     

广义有限元及其应用

基于传统有限元理论，吸收数值流形方法中有限覆盖技术，将每个结点位移的Lagrange型插值空间推广为具有任意多个广义位移的函数展开式，给出了广义四结点等参单元的有限元列式，结合算例探讨了广义有限元的数值实施措施，针对复杂结构形式，提出广义有限元与传统有限元的联合运用，从而解决计算交和精度这一问题，算例结果表明了本文方法的合理性。     

拱坝有限元计算的前后处理技术

1 引言在拱坝分析中,有限元法是一种有效的数值分析方法.但是,有限元法的数据准备和成果整理相当费工费时,且容易出错.为了使拱坝三维有限元分析结果能直接用于设计,研究和实现三维有限元计算的前后处理技术是非常重要的.为此,我们在实践的基础上,探讨和总结了一整套适合拱坝特点的前后处理技术,研制了一个和已有的三维拱坝静、动力分析程序系统配套的前后处理子系统.     

薄壁杆件有限元中的广义位移方法

本文使用广义位移方法外理薄壁杆件联接点处结点变形的影响．克服了刚结点模 型的局限性。该方法已在具有多层子结构功能的通用程序ＪＩＧＦＥＸ中实现．考题及 实例计算表明了本方法能正确考虑翘曲影响，提供较为满意的结果。     

周公宅拱坝三维非线性有限元分析

用三维非线性有限单元法对周公宅拱坝进行了基本荷载组合下的非线性分析和水压超载分析．结果表明：在基本荷载作用下坝体屈服范围不大,但右岸Fl和左岸F30处均有不同程度的屈服和开裂破坏,且这些地方有可能成为潜在的滑动面而影响坝肩稳定;超载系数在3．0～4．0之间．     

局部非协调网格在高拱坝应力分析中的应用

在局部不协调网格界面上，以网格尺度较大单元所包含的界面上的节点作为基本节点，而界面上与网格尺度较小单元相应的节点作为从节点，建立了从节点与基本节点的线性插值关系，从而导出了以基本节点位移作为求解变量的局部非协调网格协调位移解法。该方法应用于地基上复杂结构的受力分析，可使得结构网格较密，而地基网格稀疏，从而达到不失计算精度，提高求解效率的目的。以某拱坝为例，探讨了局部不协调网格的处理方法对计算结果的影响，并验证了所提方法的正确性。     

拱坝的三维非线性有限元分析

本文采用弹塑性——断裂模型描述混凝土和岩石类材料的性态以及开裂、压毁和混合型三种破坏模式。用弹塑性增量有限元法进行拱坝和地基的相互作用分析。加载准则在应变空间中构造。非线性迭代采用本文提出的子增量变K_p法。所编制的NAFA程序,能够进行拱坝的热弹塑性分析和一般材料非线性结构的有限元分析。     

拱坝-地基系统的三维有限元并行计算

拱坝稳定和破坏过程的三维有限元分析,对高性能并行计算提出了很高的要求.采用节点联系矩阵的概念,基于Jacobi预处理共轭梯度法,推导了适用于分布存储并行机的有限元并行element-by-element(EBE)方法,可以避免形成整体刚度矩阵,显著减少内存需求,并可自动实现计算任务的分配.编制了有限元并行计算程序,采用悬臂梁算例对其进行了验证,然后应用于二滩拱坝的有限元数值分析.计算结果表明,对拱坝-地基系统这样复杂的三维结构,有限元EBE方法是一种很有效的并行计算方法.     

预条件共轭梯度法在拱坝有限元重分析中的应用

以初始设计的劲度矩阵为预条件矩阵,给出了大型结构有限元重分析的预条件共轭梯度算法.该算法不需要形成和存储修改结构的劲度矩阵,占用内存小,并具有较高的精度和收敛速度.拱坝体形修改有限元分析算例表明,即使设计变量有较大改变时,该方法也能较快地收敛到精确解.     

白鹤滩拱坝三维非线性有限元分析

采用三维非线性有限单元法对白鹤滩拱坝进行了3种荷载组合下的非线性分析。结果表明,在基本荷载组合一工况下,坝体上游面有最大主拉应力为6.04 MPa,发生在坝底550 m高程右拱端,下游面有最大主压应力为14.50 MPa,发生在620 m高程左拱端;坝体自重施加方式对坝体应力,尤其是上游面拉应力,有较大的影响;但在基本荷载组合一工况下,坝体自重按整体自重考虑,上游面最大主拉应力6.04 MPa,有限元等效最大主拉应力为3.15 MPa。     

基于有限元等效应力法的拱坝强度设计准则探讨

指出了我国现行拱坝设计规范中存在的问题，根据若干已建拱坝的有限元等效应力分析结果，探讨基于有限元等效应力法的应力控制标准，提出了考虑建筑物等级的压应力设计准则和综合拉应力设计准则。     

基于随机有限元的拱坝坝肩稳定可靠度分析

以有限元和可靠度理论为基础,提出了应用于拱坝坝肩抗滑稳定分析的随机有限元基本思路.通过与可靠度理论相结合,考虑变量的随机特性,建立荷载效应与基本随机变量之间的关系.在随机有限元的基础上进行拱坝坝肩抗滑稳定的可靠度分析,计算出相应的可靠指标.对一实际工程进行计算和分析,验证随机有限元方法在拱坝坝肩抗滑稳定分析中的应用.     

非协调网格在重力坝动力特性有限元计算中的应用

采用非协调网格协调位移解法研究坝-水-地基相互作用下重力坝动力特性.利用研制的计算程序对古田溪一级重力坝进行了动力特性计算.通过与协调网格计算结果的比较,验证了该方法的正确性.     

拱坝坝肩稳定可靠度分析方法探讨

以有限元和可靠度理论为基础,分析导出拱坝坝肩抗滑稳定可靠度公式,并编制了实用程序.对实际工程进行计算和分析并对比了定值分析方法,得出一些有益的结论.     

夕昌水库混凝土面板堆石坝施工及运行期有限元仿真分析

为研究夕昌水库混凝土面板堆石坝内的应力应变分布规律,对该坝进行了施工及运行期的参数化有限元仿真。仿真结果表明:施工期和运行期的最大沉降量分别为28.9 cm和36.6 cm,发生于标准断面约1/2处;施工期和运行期两侧坝体产生的水平位移,由于水压力的平推作用差别较大;竣工期坝体标准断面第一主应力最大值分别为1.46 MPa和1.56 MPa,第三主应力最大值分别为0.51 MPa和0.62 MPa。仿真结果基本符合混凝土面板堆石坝施工及运行期的应力应变规律。