弹性波动方程数值解的有限元并行算法

在求解弹性波动方程中,有限元法的高内存量和巨大运算量的需求在基于单CPU串行算法中一直难于满足,制约其优势的发挥.根据有限元法的"化整为零、集零为整"的基本思想与并行处理技术的"分而治之"的原则基本一致,采用基于多CPU的并行算法,从有限元参数矩阵计算和线性方程组求解两个方面入手,把求解区域分到多个CPU上并行计算参数矩阵,对线性方程组采用循环块三对角线方程组进行并行求解.对比了不同大小空间和不同CPU个数下的加速比,证实了多CPU的并行算法能够克服基于单CPU串行算法的物理限制,满足了有限元法的巨大空间量和运算量的需求.此算法具有理论上的正确性和实践上的可行性.     

脉冲发动机喷管喉衬故障的计算与分析

为了解决脉冲发动机喷管喉衬曾出现过从其喷管座中打出的故障问题,利用MSC Patran 2004r2有限元软件对脉冲发动机喷管喉衬进行了强度分析.选用了三角形轴对称单元,用PCL语言编写了施加变压力载荷的程序,采用高压密封容器对整个喷管作了静压试验,分析了载荷、位移约束和材料性能对喉衬最大应力的影响.结果表明,喉衬支撑结构的耐烧蚀性能没有满足使用要求.经过试验验证,采用将支撑结构改进成镶嵌更耐烧蚀的金属衬套的复合结构措施的喷管,工作正常,结构完好.     

桩板墙桩土作用机理有限元分析

桩板墙是一种已得到广泛应用的新型支挡结构.该文采用数值分析方法对岩土体和桩共同作用下,桩上部岩土体剩余下滑力的作用形式、桩身传力方式、桩身内力的计算方法等进行了分析.得到了板桩墙能够显著改善桩后岩土体桩轴法线方向应力矢量的方向和分布特征,使桩后岩土体的桩轴法线方向的应力矢量分异减小;同时能够将上部坡体和下部锚固段岩土体连接成一个共同作用体,利用其自身强大抗弯能力,在阻止上部变形体出现过大的侧向变形的同时,协调两部分岩土体侧向变形;还能有效改善因开挖引起的坡脚应力集中现象和上部拉应力现象,避免岩土体因过大的应力集中而导致塑性破坏的认识.其分析方法和得到的认识,可为相关工程的优化设计提供参考.     

1GHz-9GHz混波室的结构和统计特性的研究

混波室(Reverberation Chamber)作为一种新型的电磁兼容的测量设备,由于其自身的优越性,受到越来越多的关注.混波室测量技术与混波室中场分布的统计特性有着密切关系.本文提出一种工作频率为1GHz-9GHz的三维混波室结构,采用有限元法(FEM),利用Ansoft HFSS9.2软件进行建模仿真,重点研究了混波室内场分布的统计特性,并与实测结果相比较,与三维混波室理论场分布特性相一致.同时,比较了不同的扇叶取样数下混波室内场分布的情况,指出扇叶取样数对统计特性的影响.     

厚板轧制头部弯曲的有限元分析

采用二维大变形热-力耦合有限元法分析了厚板轧制头部弯曲的现象,得到了不同的轧制线高度、摩擦状况、上下工作辊直径和上下工作辊转速时对厚板轧后头部弯曲的影响.结果表明,在其他条件相同的情况下,合适的轧制线高度范围是22-33 mm;采用下压法轧制时,合适的下工作辊直径与上工作辊直径差范围是0-20 mm.该结果可为厚板轧制过程参数的设定提供参考.     

复合材料混凝土预应力组合梁的初步研究

提出了一种混杂的由玻璃纤维加劲塑料(GFRP)缠绕混凝土和粘贴预应力碳纤维加劲塑料(CFRP)片材的预应力组合结构梁,通过合理布置不同材料,使得各种材料能充分发挥各自的特长,对预应力组合结构梁进行了初步分析和研究,提出了简单的设计计算方法,并利用“ANSYS”有限元软件进行了计算分析和比较,分析结果表明,文中的计算方法是合理和可靠的。     

溪洛渡水电站拱肩槽高边坡稳定性的三维有限元分析

溪洛渡拱坝高273 m,拱肩槽开挖高边坡最高约250 m,其整体稳定性是复杂的空间问题.作者采用三维有限元方法对拱肩槽边坡的应力场和位移场进行了模拟,计算结果表明:该方法能较全面、真实地反映实际情况,为工程高边坡的整体稳定性评价和坡比设计提供依据.     

一种新的弹塑性本构矩阵及应用

利用非关联流动法则,在空间状态下基于M—C准则导出一种新的屈服准则以及相应的弹塑性本构关系,该屈服准则与M—C准则所得的塑性体应变增量完全相等,并体现了中间应力σ2对屈服的影响．并把新准则与其他准则在理论上进行了分析、比较．最后把本文提出的新准则与有限元强度折减系效法结合起来,通过对c、φ的等效替换,利用ANSYS通用程序进行边坡稳定分析,所得结果与极限平衡法吻合良好．     

纸质地形图扫描影像的几何校正

由于多种因素的影响,经扫描纸质地形图得到的栅格影像图均会出现不同程度的变形,为了消除或减小这种变形,结合有限元的理论和计算机图像处理的技术,提出了一种基于有限元的校正法,充分利用了地形图自带的控制点信息,将地图区域划分成若干由控制点组成的四边形单元,再对四边形单元采用双线性方程逐个进行校正.研究结果表明:该方法不仅充分利用了均匀分布的控制点信息,而且有效避免了高次项运算的缺点,提高了地形图扫描影像失真纠正的精度.     

实际工况下的包络环面蜗杆设计参数优化

平面二次包络环面蜗杆因具有承载能力大,润滑性能好,传动效率高等优点而得到广泛应用,但这种蜗杆传动对误差和受载变形的影响敏感.在实际工况条件下,作者基于传动副的实体模型,采用3-D接触有限元方法综合分析了平面二次包络环面蜗杆的母平面倾斜角β、蜗杆分度圆直径系数k1、主基圆直径系数kb和I传动比对传动副啮合性能和承载能力的影响,认为选取较大的母平面倾斜角β和较大的蜗杆分度圆直径系数k1对传动副的传动质量有利.这为在工程实际中结合具体工况优选设计参数提供了参考依据.