均布荷载作用下简支磁电弹性梁的解析解

对磁电弹性材料构成的两端简支梁,在均布荷载作用下的弯曲问题按平面应力问题进行了研究.从横观各向同性磁电弹性体的三维基本方程出发,简化得到平面问题的基本方程,给出了用四个拟调和函数表达的四个特征根互异情况下的通解,进而以试凑法推导出了均布荷载作用下简支磁电弹性梁的位移、电势、磁势、应力、电位移和磁通密强度的解析解,所得解有易于理解、便于校对、形式统一简洁的特点.并且将计算结果与压电材料和弹性材料相应结果进行了分析、比较,发现应力σz与τxz材料常数无关,且与各向同性弹性梁结果一致;位移和电势受材料常数影响较大,而应力和电位移影响较小.所得结果为验证各种数值计算方法提供了参考依据.     

弹性静力学问题ANSYS求解与边界元求解比较

用基于有限元方法的ANSYS软件和边界元法求解二维弹性静力学问题,推导出二维弹性静力学问题的有限元公式和边界元公式,并采用常单元编写边界元程序.针对两个具体的算例,分别用这两种方法进行求解,并把解得的结果与精确解进行比较和分析,得出一些有意义的结论.     

The 2D Fundamental Solutions in BEM Applied for Piezoelectric Materials

Ｔｈｅ２ＤＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌＳｏｌｕｔｉｏｎｓｉｎＢＥＭＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ￥（孟庆元）（杜善义）ＭＥＮＧＱｉｎｇｙｕａｎ；ＤＵＳｈａｎｙｉ（Ｄｅｐｔ．ｏｆＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃ...     

边界点方法解Reissner型板

采用Reissner型板基本解来构建一系列特解,再通过边界点法确定边界元方程系数矩阵的全部元素,解算中不涉及具体插值,不用数值积分,避免了奇性处理,而任意点物理量的计算不依赖于待解的边界未知量,算效高,精度好。本法还可用来分析其它各类板壳问题,无论是各向同性还是各向异性的。不同的只是应按各自的基本解来构造全特解场矩阵。     

各向异性板应力集中问题最小二乘虚边界元解法

针对各向异性板的应力集中问题,依据虚边界元法的求解思路,以复变函数表达的基本解作为权函数,建立了相应最小二乘虚边界元的数学模式;其可求解正交各向异性或一般各向异性材料的平面问题.文中给出了含圆孔的各向异性板应力集中问题的数值算例;通过与边界元直接法、有限元法的数值比较可知,本文方法的数值结果具有较高的计算精度.此外,相对其它数值方法本文方法对于各向异性板应力集中问题的求解,具有较好的适用性和数值计算的稳定性.     

Fundamental solutions for plane problem of piezoelectric materials

Based on the basic equations of two-dimensional, transversely isotropic, piezoelectric elasticity, a group of general solutions for body force problem is obtained. And by utilizing this group of general solutions and employing the body potential theory and the integral method, the closed-form solutions of displacements and electric potential for an infinite piezoelectric plane loaded by point forces and point charge are acquired. Therefore, the fundamental solutions, which are very important and useful in the boundary element method (BEM), are presented.     

一种改进粘弹性拟静态分析的边界单元法

本文在原来的研究基础,提出了一种改进的粘弹性结构拟静态分析的边界单元法。应用粘弹性对应性原理,在Laplace变换区域中,应用直接边界单元法求出变换的边界位移和表面力,然后应用改进的Durbin反演技术,直接求出时间区域内的解,即粘弹性结构在长期载荷作用下的蠕变特性。与以前的方法相比较,这种改进方法具有变换参数选择简单,求解稳定;可以求出时间域内均匀的各点解答;还具有计算精度高,计算机的机时省等优点。     

深埋马蹄形隧道开挖围岩应力与位移的复变函数解

利用复变函数解法中的柯西积分法,求解工程中常用的单心圆仰拱马蹄形隧道在弹性半空间内任意一点处的应力值和位移值解析解表达式。由于是深埋隧道,且埋深与孔径之比较大,故不考虑重力梯度影响,直接把重力作用化为无限远处作用有 P1、P2的外载;求解出马蹄形隧道孔洞在弹性半空间内任意一点处的应力值和位移值解析解表达式。结合典型断面,利用三维有限元分析软件M ADIS/G T S建立二维平面应变模型,对理论推导单心圆马蹄形隧道在弹性平面内的解析解公式进行验证。分析表明,有限元结果和解析解结果有较好的吻合性,证明了新方法的准确性,针对深埋马蹄形隧道开挖工程,可以快捷地评估围岩应力状态及位移变形。     

限定表面温度的边界层流方程的Galerkin有限元数值解

利用一个变换将限定表面温度的边界层流方程转化成二阶边值问题,然后利用Galerkin有限元方法将其转化成n元非线性方程组,再利用Newton迭代法求出在给定初始值和最大误差容忍度的数值解.     

正交异性体位移边界条件下的自相似解

在具有任意自相似指数的正交异性体断裂动力学问题解的一般表示基础上,给出了裂纹在两种形式位移边界条件下的自相似解,验证了用自相似方法解决位移边界条件问题的可行性．此方法可以迅速将所论问题化为复变函数论中的Riemann-Hilben问题,比较简单地得到问题的解析解,并且为了验证解析解,给出了具体问题的数值解．     

均布载荷作用下正交各向异性固支梁的解析解

针对均布载荷作用下正交各向异性梁在两端固支条件下的平面应力问题，求解了应力和位移的解析解.在求解过程中,构造了一个含待定系数的应力函数,通过Airy应力函数解法,给出了应力和位移的表达式.对固支端边界条件采用两种处理办法,利用应力和位移边界条件,确定应力函数中的待定系数,得到了应力和位移的解析解结果.结果表明,该解析与由Nastran程序计算的有限元数值结果相比,解析解落在有限元数值的附近,两者较为吻合.该解析解对于跨高比较大的梁有较高的精度,并可退化到各向同性梁的结果.     

基于杂交基本解的正交各向异性材料热传导问题有限元法

采用基于杂交基本解的有限元法（HFS-FEM）对二维正交各向异性材料进行热传导分析. 单元域内和单元边界上的温度分布由两个温度场独立描述. 采用基本解的线性组合来近似单元内部温度场,采用标准一维线单元形函数来定义网线温度场. 利用修正变分泛函和散度定理导得相应的有限元列式,通过2个算例与ABAQUS结果对比,验证了该方法具有有效性. 数值结果表明,该方法在单元形状极度扭曲情形下仍能保持良好的精度,这是区别于传统有限元法的显著特点.     

边界元方法在计算多层壁温度场中的应用

本文详细地分析了初始温度为稳态情况下计算多层壁温度场的边界元方法。从计算分析的一个实例看,这种方法计算速度快,占计算机内贮少,精度高。     

粘弹性薄板动力响应的边界元方法

目的研究粘弹性薄板动力响应的边界元方法．方法首先在物理空间建立了粘弹性薄板动力响应问题的数学模型,然后利用拉普拉斯变换得到拉氏变换域的基本方程;利用基本方程的基本解,由边界元方法得到边界积分方程,并求得数值解;最后通过数值Ｌａｐｌａｃｅ逆变换得到原问题的解．结果给出粘弹性圆板、环板的挠度随时间的演化图．结论根据演化图,可得挠度、弯矩随时间的变化关系．     

压电、压磁弹性体的空间问题研究

从横观各向同性压电、压磁弹性体空间问题的基本方程出发,建立由位移、电势和磁势函数所表示的控制偏微分方程组,通过引入势函数来研究压电,压磁弹性体的空间问题一般解.针对压电、压磁半无限体受法向集中力作用,导出位移、应力、电位移、电势、磁感和磁势函数的具体表达式.     

三维静场的边界线性元解

本文从三维拉普拉斯方程的基本解出发,导出了三维静场的边界积分方程。文中对三维静场边界元法作了详细讨论,推导出边界线性元法的矩阵元素的解析公式,并给出计算三维导体电容的通用计算机程序。计算实例表明,该方法精度高,计算量小,是一种十分有效的数值方法。     

非定常扩散方程的虚边界元解法

对于二维齐次和非齐次非定常扩散方程问题,利用与时间有关的基本解,基于单层位势的延拓,建立虚边界积分方程,然后用虚边界元法求解．最后,给出了数值算例验证了虚边界元法求解非定常扩散方程问题的可行性和有效性．     

发、变电所(站)大地网接地问题边界单元法计算

应用边界单元法(间接解法)对按地问题的计算进行了较详尽的探讨。基于克服和改进现有计算方法所存在的不足,本文分别椎导了均匀土壤,垂直及水平方向分层均匀土壤中边界单元法近似解和计算格式。对任意分布的分区域均匀土壤中接地问题提出了一般处理方法。文中所附具有对称性处理和自动收敛功能的接地问题边界单元法计算程序的计算数据和实测、模拟数据的比较,其结果甚为理想。     

轴对称非稳态温度场的边界元计算问题

利用权余法推导了三维非定常热传导问题的边界元公式,由此得出轴对称问题的边界元公式和基本解.由于级数收敛情况较为复杂,本文采用了一系列数值计算,得到了满意的结果.     

打靶法在力法解超静定梁中的应用

叙述了打靶法的基本原理．打靶法是解微分方程的数值方法，其基本思想是将微分方程的边值问题转化为初值问题来求解，其特点是精度高，程序简单，实用性强．本文将打靶法与力法相结合用于解超静定梁，并给出了求解等截面、变截面超静定梁弯矩、挠度和截面转角以及绘图的算例