用罚函数无单元法分析有自由面的稳定渗流场

详细推导了无单元Galerkin法求解有自由面渗流问题的基本方程.采用罚函数法处理渗流边界条件,并给出选取罚因子的具体表达式.编制了相应的无单元法计算程序,并计算了覆盖层上均质土坝的渗流场.计算结果表明,用罚函数法处理渗流边界条件,计算精度高,该法用于无单元法分析渗流问题是可行的.     

带TMD结构的随机地震响应分析的新方法

基于状态空间表达的TMD-结构动力微分方程,运用虚拟激励法,引入精细积分法进行计算,提出求解带TMD结构的非平稳随机地震响应计算的新方法.该方法避免了复模态法的复杂性,能精确快速求解带TMD结构的平稳和非平稳随机地震响应.采用结构的最大弹性层间位移角限值作为控制指标建立极限状态方程,基于首次超越破坏理论,进行了无控和TMD控制下结构的可靠度对比分析,建立起结构动力可靠度作为评价控制效果的性能指标.以1栋8层的剪切型钢框架结构作为算例,结果证实本方法的正确性.     

基于多点约束的多尺度混合试验界面连接方法与验证试验

针对现有计算单元难以精确模拟结构局部复杂力学特性的问题,提出一种集成试验单元的多尺度混合模型构建方法.在不损失界面自由度的前提下,利用多点约束法实现了ABAQUS多尺度壳单元和实体单元分别与单柱试验单元的界面连接;基于Open Fresco平台,以底层中柱为试验单元进行了两层两跨平面钢框架的多尺度抗震混合试验,与有限元对比分析表明:多点约束法能够有效地实现不同尺度单元间的边界变形协调;试验单元能够真实直接地模拟结构重要部位的受力特性;在满足工程应用精度的前提下多尺度混合模型能够节约计算资源和时间,为改进结构抗震分析可靠性提供了新的研究手段.     

单元解体法精确求解梁元无应力构形

基于非线性二阶梁柱理论及CR-UL全量求解方法,利用单元解体理论(几何法及零作用法)精确求解平面结构中梁元的完整无应力构形.利用目标构形几何信息及其对应的单元抗力直接求解梁元无应力构形基本参数;采用几何法直接进行坐标转换即得构件单元完整无应力构形;采用零作用法并利用无应力构形基本参数进行逆向计算亦可求解其完整无应力构形;编写程序对提出的两种方法进行了算法及最终结果的验证.结果表明利用几何法可在不建立结构有限元模型的条件下精确高效求解构件的完整无应力构形,利用零作用法亦可精确求解构件完整无应力构形,但需编写完善的几何非线性程序.     

高层框简和简中筒结构动力特性的简化分析

用连续-离散化方法分析高层建筑简体结构的动力特性.在导出的等效简体层问段单元的刚度矩阵中,所采用的位移函数能反映简体结构的剪力滞后效应采用简体的这种等效单元和刚性楼面及结构质量集中于楼面的假定,可使简体结构的动力特性分析大大简化.与有限单元法比较,具有计算简捷和应用方便的优点计算表明,该方法具有较高的精度和效率。     

直接滤频法的改进方案

本文采用"移位Rayleigh商迭代法"能有效地提高直接滤频法的收敛速度.结构的自振特性是结构动力分析的主要内容之一,用有限单元法求解大型结构的特征值问题需要大量的数值计算.本文对直接滤频法的迭代算法提出改进方案,从而有效地加快了该法的收敛速度.     

无单元法在平面热应力分析中的应用

采用无单元法对平面热应力问题进行了研究。首先从热应力边值问题出发,给出了与其等价的能量泛函的弱变分形式,并导出了无单元方法的计算公式。在此基础上,求解了平面稳态温度场的第一类边值条件的温度分布。并对其进行了热应力分析,取得了较好的数值结果。     

样条无单元法在弹性薄板振动问题中的应用

本文以结构动力微分方程和三次B样条函数为基础,按一致质量矩阵,推导出样条无单元法分析弹性薄板动力问题的具体计算格式,并编制了相应的计算程序.该方法适用于不同边界条件的弹性薄板的动力特性分析,计算结果表明,本文方法求解薄板动力的特征值问题具有较高精度、易于实施等优点,用较少的结点离散就能获得较好的结果.     

平面杆系结构自由振动的一种解析解法

介绍了一种平面杆系结构自由振动的解析解法.即将计算无限自由度平面杆系结构的自振频率和主振型的广义特征值问题转换为典型的常微分方程边值问题,构造了一系列平凡ODE,建立了相应的常微分方程组,并利用常微分方程求解器COLSYS予以求解.该方法将一根杆件视为一个单元,直接求解其运动微分方程,是一种数值解析法,与有限元法相比,无需通过增加单元数提高计算精度,可精确求解平面杆系结构的任意阶自振频率和主振型.并利用该方法求解了一般约束、弹性支座以及变截面条件下的平面杆系结构无阻尼弯曲自由振动的任意阶自振频率和主振型,与精确解和现有软件相比,其计算结果表明,该方法的求解精度和效率较高.     

复合单元法在变截面梁自由振动分析中的应用

对复合单元法理论进行简单介绍,利用该方法获得了多阶梯变截面梁和渐变截面梁的有限元动力分析方程。在此基础上通过求解广义特征值问题得到了梁的前几阶固有频率振型。在划分不同单元数目的情况下,对利用复合单元法(CEM)和有限单元法(FEM)以及其他理论方法所得的固有频率进行比较,进一步结合软件ANSYS求解的结果进行比较。数值仿真结果表明:复合单元法具有计算量小、计算精度高的优点。因此,在结构动力分析中有一定应用前景。     

考虑土-结构相互作用高层框架结构非线性地震反应分析

应用子结构方法对天然地基上带刚性整体基础(箱型基础或筏板基础)的高层框架结构进行平面非线性地震反应分析,地基阻抗采用拟合数值结果得到的近似公式,上部框架结构采用层间一杆系模型．对1栋12层的钢筋混凝土框架结构进行地震反应分析,讨论了不同地震波输入和不同地基对系统非线性地震反应的影响．     

摩托车车架瞬态强度分析与改进设计

针对摩托车车架结构复杂,并且在摩托车工作过程中受到路面激励力作用的特点,在考虑整车各零部件相互作用的前提下,建立了较详细的摩托车整车瞬态强度分析有限元模型,模拟了摩托车整车在实际工作过程中的动态强度变化历程.研究表明:根据瞬态分析结果再结合车架的结构特征及应力分布情况,能更准确、深入地揭示摩托车在实际工作过程中车架动态强度随时间的变化关系,为摩托车车架动态结构强度设计提供可靠依据.     

基于振动环境预测的结构动力学特性分析

针对载荷测试技术的局限性,提出一种以加速度响应为输入快速稳定求解工程结构动力学的分析方法.以试验测试加速度为输入激励,运用基础运动激励动力学特性分析方法,对某重型牵引车电瓶框总成模型进行仿真分析,获得模型在该激励下的强度分布和动力学响应,并与相应的实际路面试验测试结果进行对比,验证方法准确性.研究结果表明,本文提出的方法能准确有效地求解工程结构的动力学特性,对于企业缩短产品的研发、设计周期具有工程应用价值.     

异常振动结构梁的动态分析与结构改造

针对国内某选煤厂在设备运行过程中整个钢结构主框架产生大幅振动现象,为找出框架振动的原因,先了解框架各构件的动力学特性。以选煤厂厂房内主框架中140钢管斜梁为分析对象,利用ANSYS软件对其进行理论模态分析,并以理论分析为参考,进行测点分布,对其进行实验模态分析,比较两种分析结果,得出该长斜梁动态特性,在此基础上对结构的振动特性做出评价,并对其在设备运行中的振动状态进行了讨论。提出了结构的改进方案。     

防空导弹战斗部破片飞散特性分析

以某型防空导弹的破片杀伤式战斗部为例 ,分析了在不同坐标系中的破片动态飞散特性 ,分别计算出在地面坐标系和弹体坐标系中破片的动态飞散密度函数 ,指出在不同的坐标系中战斗部的飞散区和飞散密度不同     

压裂车车架动态特性分析

为研究压裂车车架的动态特性,以避开其共振频率,达到延长寿命的目的。应用有限元法,基于SPRING和RIGID BEAM单元模拟悬架,建立SHELL单元为主的车架有限元模型,对车架进行前6阶模态分析并与模态实验结果对比,误差13%以内证明有限元模型准确性,并对振型及应变能云图进行评价。考虑作业过程中载荷特点,研究动载荷作用下车架的谐响应特性,获得特定位置的位移、加速度响应曲线。计算结果表明:压裂车车架的频率分布合理,避开了发动机的怠速频率,主车架前部结构相对薄弱;泵的激励对压裂车振动影响较大,泵在工作时注意避开2.5 Hz、3.6 Hz工作频率,该频率附近车架易引起共振。     

一种由平面矩形单元转化而来的十字形平面刚架单元

文章提出了一种用平面刚架结构来替代平面问题连续体的有限元方法,将平面连续体离散为5结点15自由度矩形单元,再将矩形单元转化为十字形平面刚架单元;先求出外载荷作用下平面刚架结点位移、结点力,再由虚拟力求梁横截面变形引起的十字形单元结点力,将各次所求结点力叠加,得矩形单元结点力;并编制计算程序,进行数值计算和比较,表明该方法可行。     

高速织机综框的优化设计

对于高速运行的开口机构,综框是机构的最薄弱部件.针对喷气织机使用的综框,作有限元动力学分析.通过计算分析,指出影响综框动态特性和模态结构的主要因素,并就提高综框动态性能如何改进综框结构提供了优化设计方法.     

细纱机主轴系统动态分析

用有限元法计算主轴系统的临界转速 ,并对主轴系统进行了试验模态分析 .将所得结果与有限元方法和 SAP-V计算的结果相比较 ,其一致性验证了本文中采用的理论方法所建立的主轴系统数学模型的正确性     

大型机械设备激励下多层厂房动力特性及谐分析

本课题以具体工程为背景,通过对某框架厂房的脉动及机械设备简谐作用下的动力测试及自编的Ansys-APDL程序进行模态和谐响应分析,了解结构在设备激励下的频率及谐响应特性,理论分析和实际测试结果的对比得出一些结论,可为该类型的厂房设计提供些许参考。