纺织材料力学性能研究有限元方法应用综述

综述至今为止有限元方法在纤雄、纱线和织物结构力学方面所有代表性研究工作,并对纺织材料结构力学的发展方向作了展望。     

基于SPH算法的刚性弹丸侵彻的数值模拟

针对光滑粒子流体动力学(smooth particle hydrodynamics,简称SPH)方法在高速碰撞问题中的应用,利用大型动力学仿真软件LS-DYNA对球形弹丸以1 000m/s的速度侵彻1.2cm厚度钢板这一过程进行数值模拟分析。求解过程中球形弹丸采用刚性(Rigid)材料,钢板采用Johnson_Cook材料属性、Gruneisen状态方程。分别用有限元法、SPH-FEM(smooth particle hydrodynamics-finite element method,简称SPH-FEM)耦合算法和SPH算法对钢板进行模拟,并对这3种方法计算结果的Mises应力云图、系统能量、速度、加速度和计算效率进行对比,分析3种方法在高速碰撞问题中的优缺点。研究结果表明:SPH算法计算效率低,仅1/4模型的计算时长就是有限元法的6.4倍,而有限元法不能很好地模拟高速碰撞中材料大变形、飞溅现象,相比之下,SPHFEM耦合算法能够弥补两者的不足,且精度能够达到要求。     

组合拱式管桥单项可靠指标的建立

本文探讨了组合拱式管桥载荷效应组合和结构构件抗力统计分析问题,建立了组合拱式管桥结构构件的失效准则,运用一次二阶矩中心点法推导出相应单项可靠指标的计算公式,这些公式可作为组合拱式管桥可靠性分析与设计的参考。     

结构力学精品课程建设中的几点体会

实践中我们体会到:建设立体化教材体系是精品课程建设的重要内容;加强师资队伍建设是精品课程建设的关键;提高教学质量是精品课程建设的目的.     

基于固端弯矩相等原则的等效荷载法

为提高工程结构力学分析的效率,提出了一种基于固端弯矩相等原则的计算方法。首先,基于固端弯矩相等的原则,研究在对称集中荷载和三角形分布荷载作用下单跨超静定梁的等效荷载施加方法,并导出梁在非常规荷载作用下固端弯矩的实用计算公式。然后,将超静定单跨梁的荷载形式推广至更任意的集中荷载和分布荷载等情况,并探讨了任意多集中荷载作用下单跨超静定梁的等效荷载施加方法和通用计算公式。最后,通过多跨连续梁和框架结构算例验证了所提方法具有较好的计算效果。算例结果表明,基于提出的等效荷载法可快速得到单跨超静定梁的固端弯矩,从而可高效准确地确定结构的真实内力分布。研究成果表明了利用等效荷载实现高效求解的可行性,它为力矩分配法及其它力学分析问题提供了一条高效便捷的思路。     

圆柱壳受集中载荷作用的奇异解

对精确的圆柱壳方程求完备的极坐标解系是薄壳理论的一个难题。该文给出了修正的Morley方程在坐标原点具有奇性的基本解的一种构造方法,以及基于Schwartz广义函数理论的证明。并据此基本解得到了圆柱壳受集中法向载荷、集中温度载荷作用下的奇异解,这些积分形式的解的被积函数具有第二种Hankel函数和指数函数乘积的形式,容易获得数值结果。该文的计算结果与有限元数值结果能很好地符合,利用该文所提出的奇异解作为特解求解圆柱壳开孔接管支管受载荷问题,与采用Timoshenko方程的双三角级数特解相比可以不受小开孔率的限制。     

计算结构力学教学方法改革初探

本文从本校实际出发总结了计算结构力学课程的教学现状,介绍了为该课程教学方法改革所做的一些初步探索和尝试。提出了教学方法主动化,教学内容层次化和课外作业多样化这样三种新型教学法,并应用于计算结构力学的课程教学中,取得了良好的教学效果。     

带转角自由度平面单元的不完备性

讨论了有限元法中带转角自由度的平面单元的收敛性。证明了其位移模式不同满足收敛条件,是不完备的。     

工程力学专业小学时结构力学教学探讨

针对工程力学专业的结构力学教学,对小学时结构力学的教学思想和教学方法进行了探讨,总结了工程力学专业结构力学的教学经验.通过运用加强力学思维培养和推进教学方法改革等措施,取得了良好的教学效果,为今后的教学研究积累了经验.     

MSC/NASTRAN软件在复杂结构力学特性分析中的应用

利用MSC／NASTRAM有限元分析软件分析运载火箭仪器的屈曲与振动，撞击岩石，固体导弹装药结构完整性，气动加热对固体导弹应力场的影响，运载火箭竖立状态振型等5个复杂结构力学特性，结果表明，MSC／NASTRAN的分析精度较高。