基于虚功原理索杆张力结构强度优化形状分析

为了提高索杆张力结构的刚度和减小结构受力,在结构杆件中引入作动器,主动调整杆件的长度,改变结构的形状.在荷载态下,将作动器主动工作产生的杆件内力改变量视为结构独立自应力模态的线性组合,根据虚功原理及变形协调关系建立了节点位移向量、杆件内力向量与作动器主动调整量之间的迭代关系.同时,以杆件受力最小为目标,构造了结构形状优化模型并编制了相应的求解程序.算例分析表明:结构所有杆件均布设作动器的效果与仅在索中布设作动器的效果相同,均可以实现既提高结构刚度、又改善结构受力的目的;仅在杆中布设作动器调节杆长来提高结构刚度的代价是增大杆件的内力.通过有限元方法与本文方法对算例求解结果的对比分析,发现两者符合较好,验证了本文方法的正确性.     

新型马鞍形索杆张力结构研究

提出一种基于马鞍面的新型索杆张力结构拓扑,结构整体形态更加稳定.进一步对形态分析中的迭代找力方法进行优化改进,在保证计算精度的前提下提高计算效率.应用改进的迭代找力方法对提出的新型马鞍形索杆张力结构进行了预应力设计.对跨度为36 m的马鞍形索杆张力结构进行静动力性能分析,计算结果显示结构在0.8 kg/m2面荷载作用下...     

非线性结构动力响应中的灵敏度分析

从非线性结构动力响应方程出发，导出了非线性结构动力响应灵敏度分析的一般方程，并根据它与线性结构动力响应方程相似的特点，采用了迭代法和拉普拉斯变换法求解，实例计算证明了解法的正确性与有效性。     

考虑预应力作用的索杆张力结构冗余度分析

在考虑预应力作用的前提下,给出了由弹性冗余度和几何冗余度组成的索杆张力结构体系的冗余度定义;基于能量理论提出了统一的冗余度计算方法,其中采用更新的拉格朗日格式建立了一个关于位移增量的非线性应变能表达式;在求解过程中对应变能表达式进行线性化处理,并根据势能驻值原理推导了冗余度计算公式,以用于施加预应力后的索杆张力结构体系分析.结果表明,与以往的冗余度计算方法相比,所提出的方法给出了显式几何冗余度计算公式,阐明了弹性冗余度和几何冗余度的物理意义,可用于预张力作用的索杆张力结构体系分析.     

采用曲面四边形单元分析张力膜结构内力

根据几何非线性有限元理论,采用8节点曲面四边形等参单元,分析了张力膜结构内力。对褶皱单元的处理,提出了平均主应力褶皱判断准则。对不同矢跨比、初始预应力、不同荷载类型等参数组合下的菱形马鞍面张力膜结构进行较为系统的内力性能比较。矢跨比和初始预应力的大小对该结构的内力和变形产生较大影响,而其他参数影响不大。程序经过算例验证,结论表明该方法的可靠性和有效性。     

基于随机有限元方法的结构响应灵敏度分析

对反映不确定性因素对结构随机响应影响程度的灵敏性进行了研究,引入了一种新的灵敏度因子概念,提出了基于随机有限元方法的结构随机响应灵敏度计算方法,结构实例分析表明该方法的计算结果是合理的,能反映实际情况,研究结果具有推广应用价值,其结论可供结构随机响应灵敏度分析时参考。     

基于几何位移计算理论的索杆结构成形分析

为求解索杆体系在成形过程中存在的几何位移,系统地研究了几何位移计算理论.分别根据余能原理和虚功原理,导出了发生几何位移时系统的变形协调方程和等价不平衡方程,构成了几何位移求解的理论基础;归纳了求解几何位移的3类约束条件：松弛条件,定量约束条件,定向约束条件.几何位移的求解可归结为根据系统等价不平衡方程不断修正几何位移模态、使之满足系统变形协调条件和约束条件的迭代过程.算例分析表明,所研究的理论可准确计算出系统形态变化中的几何位移,实现对索杆体系的成形分析.     

悬索结构非线性有限元分析

提出了一种适合于悬索结构空间非线性分析的三节点等参数索单元有限元模型,在三维整体坐标下,由就的定义得到了可以考虑任意高阶位移影响的非线性应变几何关系,采用Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ坐标描述法,并由虚功原理建立了非线性有限无限元增量方程及切线刚度和矩阵,算例计算表明,本文方法可用于各种悬索结构的计算分析。     

非线性系统的稳定自适应模糊变结构控制

针对一类高阶非线性系统提出了一种稳定的自适应模糊变结构控制方案 ,它既可以利用模糊描述信息 ,又可以利用变结构控制 .并提出了参数适应律 ,保证有关参数的有界性 ,并用李雅普诺夫方法保证了系统的全局稳定性 .该文的控制算法有良好的控制性能     

河北省产业结构升级影响因素定量分析研究

为解决产业结构升级影响因素的定量测算问题,以各产业部门产出成比例增长模式为前提,以省内最终需求增长比率作为产出增长比率,基于投入产出模型建立了投入产出偏差分析模型。进而利用模型对河北省1992—2000年的经济发展变化进行了分析,作出了“河北省经济增长主要是由生产技术进步(贡献度为41.27%)和资本形成总额(贡献度为49.81%)拉动”的重要判断,并提出了“十五”期间产业结构的升级与部门发展途径。提出的投入产出偏差分析模型对分析一个国家的经济发展影响因素同样适用。     

给定荷载下的骨骼重建的有限元分析

作为一种活性生物器官 ,骨骼不同部分的密度在给定荷载下要发生变化 ,这种现象叫骨重建。定量的研究骨重建现象是骨生物力学的重要组成部分。在 Cater所做的骨材料的实验基础上 ,骨骼的不同微小部分被简化当作一种各向同性材料。再以有限元分析和迭代计算为手段 ,可以获得一种定量计算骨量的方法。与实验结果对照可以发现 ,此方法可使问题得到解决。     

结构分析软件应用的教学探讨

近几年的研究生教育中,各种结构分析软件起到相当重要的作用,实现了以结构试验为基础,以结构计算力学为方法,在结构弹性、材料非线性、几何非线性和双重非线性方面进行仿真分析.本文在多年的结构分析软件应用中探讨结构分析软件的教学模式,采取一些措施让学生更快更有效地学好这些大型软件.     

计算梁和框架结构设计灵敏度的一种方法

提出了计算梁和框架结构设计灵敏度的一种方法．该方法可以直接在大型通用程序（如ＳＡＰＳ，ＮＡＳＴＲＡＮ等）上实施，而不用设计者重新编制程序．计算结果表明，采用本文提出的方法计算梁和框架结构的设计灵敏度，结果精确，计算效率高．     

带水平加强层的框架--芯筒结构分析

为减小框架-芯筒结构的侧移,进行结构设计时可以在适当的层数设置水平加强层.本文引入连续介质力学中有关旋转自由度的概念来解决外框架梁、柱单元和剪力墙单元的连接问题,在普通平面八节点单元的基础上构造带旋转自由度的平面八节点单元.计算结果表明,设置加强层后能大大地减少结构侧移,而且计算结果精度满足要求,是一种高精度的计算方法.     

基于自适应有限元枝晶自由生长相场模型模拟

利用相场模型模拟了过冷熔体中单个完整等轴枝晶在凝固过程中的生长和形貌演化,采用自适应有限元方法求解相场模型的控制方程,研究了在计算域较大、界面层厚度较薄的情况下各向异性和过冷度等物理参数对枝晶形状和生长的影响.结果表明:过冷度越大,枝晶间竞争越激烈,生长速度越慢;各向异性系数越大,枝晶沿选定方向生长的趋势越强,生长速度越快,二次枝晶间距越小,侧向分枝越发达. 与有限差分方法(FDM)相比,采用自适应有限元法(AFM)在CPU计算时间和存储空间均降低了一个数量级,并且系统尺寸越大,自适应有限元法优势越明显,便于更大尺度多场耦合相场模型的数值模拟.通过比较均匀网格法和以往的晶体生长数值模拟实验,证明了自适应有限元法的准确性、高效性和鲁棒性.     

碾压混凝土拱坝坝体应力的简化计算

碾压混凝土坝受施工条件影响常在混凝土碾压层间出现结合面夹层（缺陷），影响坝体变形及内应力分布。混凝土夹层强度较低，形成结构破坏控制面。为了了解层状体的内应力分布，用位移等效原则把层状体结构转换为横观各向同性体进行位移和应力计算，根据结算的宏观位移场再进一步进行局部夹层应力计算，由此得到精度高，方法简单，工作量大大减少的碾压混凝土（成层）结构的应力简化的计算方法。研究还发现碾压混凝土结构（成层材料）存在边界局部应力集中效应，需另行采取结构改进措施。     

带填充墙框架的精细化有限元模拟与分析

研究钢筋混凝土框架结构内部填充墙对框架的抗侧刚度、承载力及变形能力的影响。采用混凝土塑性损伤模型及黏性接触面单元模拟填充墙砌块及砂浆,对框架填充墙砌体进行了精细化建模,并模拟框架的面内水平位移加载,得到填充墙砌体在不同加载阶段的裂缝开展形态及外框架结构的损伤情况。将数值模拟结果与试验值进行了对比,为带填充墙框架的有限元精细化模拟及分析提出了一种可行的方法。