弹性力学中的一种有限元高精度方法

给出了一种有限元高精度方法，即有元差分法的一般构造原理，用这种方法形成的总刚度阵是带状对称的。收敛性分析指出，该方法的应用力场收敛于最小势能解答。数值算例表明，该方法的应力及位移解答精度均显著高于经典有限元法。另外该方法具有规范的列式，能够形成通用的计算程序。     

用拉普拉斯有限元法求解层合板瞬态温度场

以有限元法为基础,利用拉普拉斯变换,把时间域上的问题转化为拉普拉斯域上的问题,提出了求解复合材料层合板瞬态温度场的拉普拉斯有限元法;该方法在拉普拉斯域内建立和求解有限元方程,得到该问题在拉普拉斯域上的解;再将其解数值逆变换,得到时间域的数值解答．算例说明该方法是成功的．     

过盈配合另件的应力分析

前言某些轴对称另件(如厚壁园筒)的过盈配合应力计算问题,早就有成熟的理论解答。若相配的两个另件之一或二者均为非轴对称结构,则过盈配合引起的应力,只能通过实验方法或有限元计算方法来求解。考虑到此类问题在机械制造专业中的普遍性,本文以西南仪器厂某另件(非轴对称结构)的过盈配合为例,介绍光弹模型试验及有限元计算方面的特点。关于此类问题的有限元分析,迄今能看到的参考资料还很少,我们的     

简支深梁用和函数法的级数解答

引用和函数法求解弹性力学平面问题, 对简支深梁受三角形荷载作用时的应力进行了分析,同时给出了该问题的付立叶级数解答,该方法不仅将求解弹性力学的偏微分方程组解耦成非耦联的几个偏微分方程,而且其结果与传统的Airy应力函数得到的解答完全一致, 证明了该方法的正确性和适用性,该方法拓展了将经典的弹性力学解析法用于解决工程实际问题的空间。     

适宜PCG方法的水工结构有限元刚度矩阵形成、组集和存储的新方法

针对水工结构有限元分析中刚度矩阵存储量大且易变动的特点,在分析目前常用的预处理共轭梯度法（PCG）算法特性基础上,提出适宜于PCG方法的水工结构有限元刚度矩阵形成、组集和存储的新方法.该新方法中,以＂节点＂为中心的刚度矩阵形成方法取代以＂单元＂为中心的刚度矩阵形成组集方法.针对预处理共轭梯度法中零元素不参与计算,提出只需存储非零元素及其在总体刚度矩阵的相应位置的记位存储策略.与传统方法相比,新方法在形成、组集时间和存储规模上均能更好地满足PCG算法的需求.     

基于有限元的金属切屑过程仿真研究

阐述了金属切削有限元仿真的优势和理论方法.基于大变形有限元理论,建立了金属切削的有限元模型,利用通用的商业有限元软件实现了切屑形成过程的仿真.通过仿真结果,可以比较直观看到应力,温度等在切屑形成过程中的分布和变化.     

板单元组合的纵梁箱形框架在轴向冲击下的大变形分析

汽车车架结构可简化为纵梁箱形框架计算模型。将纵梁箱形框架离散为根单元的组合，讨论在轴向冲击下的大变形问题，采用弹塑性大变形动力有限元方法，对其进行数值计算与数值模拟，提供比较可信的数值解答，以供工程设计人员参考。     

板壳几何非线性有限元分析

本文利用张量的概念对板壳几何非线性有限元的基本理论进行了分析。从能量的观点导出了非线性有限元的刚度矩阵,着重对其中各子矩阵进行了详细的分析。尤其对非线性形变做了进一步修正。用此数学模型编制的大型计算机程序对多个算例的计算结果表明所获得的解答更为精确。     

钛合金切削绝热剪切带形成过程的有限元分析

采用有限元模拟方法对钛合金切削加工中的绝热剪切带形成过程进行了研究.通过对材料本构模型、刀-屑接触摩擦、切屑分离和绝热剪切等关键物理环节建模,建立了切削加工有限元模型.利用该有限元模型模拟和分析了钛合金TC4切削绝热剪切带形成的全过程,得到了与试验相似的锯齿状切屑,切屑中绝热剪切带分布规律与试验结果较为一致,切削力模拟结果与试验数据相吻合.研究结果表明,刀尖处首先形成小的变形区并逐渐扩展至切屑表面,变形区发生集中滑移,锯齿节块滑出,最终形成变形高度集中的剪切带;绝热剪切带内的温度相当高,而其两侧材料温度较低;绝热剪切带的形成与弹性能释放密切相关,弹性模量越小,切屑锯齿化程度和剪切带间隔时间越大.     

一种生成六面体有限元网格的线段转换法

介绍一种将线段转换成三维六面体有限元网格的实用方法。根据各线段的三扑关系形成由无向边组成的四边形面,由面的邻接关系生成无编号规则的六面体,引入局部坐标系并调整各六面体顶点的排列顺序使其成为符合有限元编号规则的六面体单元。该方法就应用于可视化通用结构分析系统VSES中,取得了满意的效果,速度快、稳定性好、编程方便。     

求解电磁场问题的空间反演法

本文研究空间反演变换在电磁场数值计算中的应用,导出了反演变换中电势、电荷反演前后的关系及所满足的方程。将空间反演变换与有限元相结合,计算了几个实例,所得结果令人满意。由理论和实践说明,用空间反演法求解大场域及只求感兴趣区域的电磁场问题,计算量小、精度高,为用小机算大题提供了一种可行方法。这种方法不但适用于电磁场的计算,而且还可用于其他物理场(如应力场、温度场、流速场等)的计算。     

索穹顶结构初始状态确定与成形过程分析

在研究索穹顶结构的零应力状态、施工初始几何状态基础上,着重分析了索穹顶结构的施工成形过程几何形状和单元内力变化规律,揭示索穹顶结构的初应力产生机理以及施工过程中体系的变化特征.由于索穹顶结构成形过程涉及机构运动和单元内力分析、机构位移和弹性变形耦合,采用常规的有限元方法不能求解,而非线性有限元力法是一种有效的计算方法.结果表明,在索穹顶结构成形过程中,从开始很长时间内所有单元内力均处于较低水平,此时结构是一种机构状态,节点位移主要是刚体位移.当所有索进入工作状态时结构的体系从机构转变为具有一个自应力模态的、可刚化的稳定体系,各单元的内力迅速增大.说明了索穹顶结构的成形过程,也是预应力生成的过程.     

超磁致伸缩刀架弹簧的有限元分析及力学性能评价

介绍了超磁致伸缩刀架的结构设计,说明弹簧在系统中的重要作用。采用有限元方法对弹簧的强度进行校核,从而得出弹簧应力场、位移场的分布规律。对弹簧应力计算的误差分析,得到弹簧各种评价应力的最大值范围。为超磁致伸缩刀架弹簧的选取提供了设计依据。     

基于XFEM的混凝土三点弯曲梁开裂数值模拟研究

扩展有限元法通过在相关节点的影响域上富集非连续位移模式,使对非连续位移场的表征独立于单元边界.采用扩展有限元法对单边切口混凝土三点弯曲梁进行数值模拟,混凝土采用最大主拉应力牵引损伤开裂准则和线性软化损伤模型,并将结果与试验进行对比,验证模型有效性.结果表明,扩展有限元法模拟值与试验值在起裂韧度、失稳韧度等方面存在差异,但总体相差不大.分析认为存在的差异主要是由于混凝土梁自重、支座摩擦力等原因造成,扩展有限元可有效模拟混凝土梁在含有初始裂缝情况下从加载到失稳破坏的全过程,获得裂纹萌生、扩展的过程及破坏形态.     

多裂纹加筋板应力强度因子的解析解——Paris位移公式应用

运用解析方法求解多裂纹加筋壁板的应力强度因子,关键的问题是含裂纹板件(即加筋板的元件,筋条和板)位移场的计算。本文将求解含裂纹板件位移的 Paris公式引进普通的铆钉力法(解析法),从而形成了适用于求解多裂纹组合结构应力强度因子的推广的铆钉力法(解析方法)。文中多裂纹加筋板具体例子的计算表明,推广的铆钉力法计算简便,结果精度高,并且特别适用于组合结构结构参数影响分析和优化的研究。     

基于受力控制和位移控制有限元法的隧道开挖对土体自由位移场的影响

在总结分析前人研究成果的基础上,将弹塑性有限元引入隧道分析,通过应用自编的有限元程序,建立了统一的有限元模型,对"土体-隧道"两者间的作用特征进行了研究,重点进行了两种方法的隧道开挖对土体自由位移场影响的对比分析。计算结果表明,受力控制有限元法更符合施工过程;而位移控制有限元法则与实测值更接近。     

数字图像相关方法中的应变测量平滑算法

为了降低数字图像相关方法测得的位移场不协调导致的应变误差,采用有限元法中的分片光滑概念和最小二乘法拟合出连续位移场,对位移场求导得到应变场.实验结果表明,光滑后的位移和应变误差得到了明显改善.     

利用位移法进行轴向冲击响应有限元分析

为模拟固体火箭发动机的轴向冲击响应，给固体火箭发动机的设计提供一定依据,在模态分析的基础上，利用基于位移法的有限元方法对轴向冲击响应进行分析.计算得到位移、应力及应变等的结果与试验结果基本吻合.由此得到结论：基于位移法的有限元方法适用于进行固体火箭发动机的轴向冲击响应分析计算，能够为固体火箭发动机的设计提供参考依据.     

墙后填土对悬臂式挡土墙应力位移影响

为研究悬臂式挡土墙在不同墙后填料下的应力以及位移情况,对某悬臂式挡土墙建立有限元模型进行分析,得到其在砂土和粘土两种墙后填土的工况下的应力位移云图,根据有限元分析结果可以得到墙后填料使用砂土效果要弱于粘土,越靠近挡土墙顶端两者应力位移值相差幅度越大的结论．所得到的结论可以为边坡支护工程的设计以及研究提供相关的依据．     

自行车架汉字系统有限元分析软件的设计及其应用

本文在16位微型机上,对结点不太多的平面刚架(如自行车架),设计出用汉字显示的方式对平面刚架进行有限元分析及计算的应用软件,该软件以有限元平面刚架位移法为基本方法。实际运行表明,该软件适应性强,能够满足工程设计的需要。