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.     

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．     

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。     

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     

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.     

拱坝体形优化设计的非线性研究

以拱梁分载法为基础,采用有限元方法进行拱坝应力分析和体形优化,提出了拱坝体形优化方案,有助于提高拱坝的安全度和降低造价,提高拱坝设计水平．     

周边缝拱坝应力的弹性有限条元分析

本文应用壳体理论和有限条元法解周边缝拱坝的坝体变位与应力,导得坝体条元的刚度矩阵及等效结线荷载,编制了计算机程序和计算实例。     

两个新的空间单元

给出了两种改进协调元的方法，并建立了两个新的八节点空间单元。第一个单元 是直接构造不协调的单元函数，并增加对不协调函数的分片试验约束．该单元的应力 计算精度较作者以前提出的单元Ｑｃ１１有较大的改善。第二个单元是广义杂交模型． 它是以广义变分原理为根据．通过调整单元内的应力、应变参数．实现了用杂交法建 立高精度的八节点空间单元．相对卞学提出的基于Ｒｅｉｓｓｎｅｒ原理的应力杂交模型， 它避免了推导时所需的几何摄动。     

基于位移形函数和力形函数的梁柱单元理论对比研究

基于位移形函数的梁柱单元理论被广泛应用于框架结构梁柱单元的有限元分析,但其计算精度受到位移形函数的限制而难以提高.对比基于位移形函数的相关理论,总结基于力形函数的梁柱单元理论,进行有限元程序编制,计算过程中采用柱面弧长法来进行迭代求解.程序计算结果对比表明,基于力形函数的梁柱单元计算效率和计算精度均高于基于位移形函数的梁柱单元.     

三维等参形式动态有限元的理论推导

推导出三维等参形式动态有限元的形函数,建立了相应的刚度矩阵和质量矩阵。例题运算说明公式是正确的,可用的。     

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.     

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。     

杆的加模态式有限单元法

为了提高杆单元精度和降低自由度,将静态有限单元线性特征值问题和动态有限单元高精度的优点有机的结合起来形成一种高精度的动力有限单元法,将杆元固有振动方程分解为满足单元边界条件的平衡方程和固支边界条件的振动方程两部分,前者的解即静态元的位移函数,后者的解为为本方法添加部分,由此得出的有限单元法只对静态元刚度阵和质量阵做添加式修改,求解过程不变,理论和算例均表明其有效性。