三维比例边界有限元法与八叉树网格剖分相结合求结构响应

比例边界有限元法是一种线性偏微分方程的半解析的数值求解方法,它结合了有限元法和边界元法的优点。比例边界有限元法与边界元法一样,只需要对(环向)边界进行离散,使计算维度降低一维,但比例边界有限元法不需要事先给出研究域的可行解,同时在环向(边界)的离散化与有限元法类似且具有有限元法的精度,在径向是解析的,相比常规有限元法更有优势。本文将八叉树网格剖分算法与三维比例边界有限元相结合求结构的响应。八叉树网格算法基于层次树的算法思想,从根单元格开始,按照2:1的平衡分割原则递归地进行等分,可以快速地实现粗网格到细网格的过渡。为适应复杂结构的边界几何形状,给出了空间多面体裁剪及网格生成技术,根据带符号的距离函数数值判断被裁剪的结点与多面体的位置关系。论文给出了三维比例边界有限元的有关列式,并对边界单元的裁剪方法进行了讨论。最后首先采用八叉树网格剖分单元,运用三维比例边界有限元法对结构静力荷载作用下的响应进行分析。结果表明,三维比例边界有限元与八叉树网格相结合计算具有良好的精确性,并且收敛较快,能够在不损失精度的前提下大大提高计算效率,节约计算成本。     

啮合型同向旋转双螺杆挤出机计量段非牛顿粘性流场计算

本文的啮合型同向旋转双螺杆挤出机计量段内非牛顿等温粘性流场用新型的罚函数有限元法及边界元法进行了数值计算。井对计算结果及计算方法进行了分析比较。本文的工作为进一步研究计量段的工作特性创造了条件。     

变系数各向异性热传导问题边界元解法

提出了一种用边界元法求解一般变系数各向异性热传导问题时建立基本解的方法,并导出了求解一般二维和三维各向异性稳态热传导问题的纯边界积分方程。所建立的基本解考虑了热导率是空间坐标的函数,因此所导出的积分方程可用于求解非均质材料传热问题。由热源项引起的域积分,运用径向积分法将其转换成边界积分,形成不需要内部点的纯边界元算法。给出了二维和三维问题3个分析算例,并通过将边界元法结果与有限元法结果进行对比,证明了方法的正确性和有效性。     

变系数各向异性热传导问题边界元解法

提出了一种用边界元法求解一般变系数各向异性热传导问题时建立基本解的方法,并导出了求解一般二维和三维各向异性稳态热传导问题的纯边界积分方程。所建立的基本解考虑了热导率是空间坐标的函数,因此所导出的积分方程可用于求解非均质材料传热问题。由热源项引起的域积分,运用径向积分法将其转换成边界积分,形成不需要内部点的纯边界元算法。给出了二维和三维问题3个分析算例,并通过将边界元法结果与有限元法结果进行对比,证明了方法的正确性和有效性。     

塑料挤出成型过程的数值模拟研究

先简单介绍了常用数值计算方法（有限差分法、有限元法、边界元法、有限体积法），并将其运用于塑料挤出成型过程中。从螺杆挤出过程、口模的设计以及挤出胀大等方面综述了模拟技术在塑料挤出成型加工过程中的研究结果，号召业内人士主动使用CFD（Computational Fluid Dynamics）软件包进行优化设计，可提高国际竞争力。     

数值试井分析方法

对于复杂边界、多变的非均质性油气藏及多相流试井等问题,以解析法为基础的常规试井分析方法已无法得到解决,而数值试井的分析方法可望得到很好的解决。本文通过对数值试井分析方法的调研,介绍了数值试井的主要分析方法,包括有限差分法、有限元法和边界元法等。最后系统地比较了三种方法的优缺点以及适用范围。     

双螺杆挤出机中非牛顿粘性流场数值计算方法的分析与选择(二)

本文把罚函数有限元法及边界元法引入双螺杆挤出机内非牛顿不等温三维粘性流场计算中。分析表明,这种方法在求解类似于双螺杆挤出机复杂流场时具有计算速度快,精度高,占用计算机内存少等许多优点,可在一般微机上进行编程计算,便于推广应用。     

模拟压力容器接管的新型十字试板的角裂纹疲劳扩展性能

用新型十字试板进行了双轴载荷下的角裂纹疲劳扩展性能的研究,以模拟压力容器接管处角裂纹的疲劳扩展行为。试板角裂纹尖端的应力强度因子采用三维边界元法计算,裂纹疲劳扩展的形貌变化采用降载勾线法记录。试验结果表明,裂纹疲劳扩展规律与双向载荷比及裂纹初始形状有关,裂纹沿长度方向的扩展速率可以用 Paris 公式表示,但在深度方向则不然。     

单螺杆挤出过程熔体输送段数值模拟方法

综述了应用于螺杆挤出成型过程熔体输送段数值模拟的各种计算方法，根据挤出过程聚合物流场控制方程，介绍了几种有代表性的聚合物本构关系，包括线性黏弹性和非线性黏弹性本构方程。概述了有限差分法、有限元法、有限体积法和边界元法等数值计算方法的特点和应用范围，并针对聚合物熔体流动模拟中的迭代收敛性和稳定性、耦合和解耦合、高Weissenberg数等问题进行了讨论，指出应该根据研究目的和实际情况选择适宜的本构方程和数值方法。     

基于扩展有限元的钢结构钻孔止裂研究

通过以ABAQUS为平台,采用扩展有限元方法对钢结构钻孔止裂进行数值模拟,同时对循环载荷下止裂孔应力应变状态进行分析,对疲劳裂纹钻孔止裂处理机理进行了深入研究。研究表明,扩展有限元法分析疲劳裂纹扩展再生及钻孔止裂技术时不需要预先指定裂纹扩展方向,无须重新剖分网格,克服了常规有限元方法的弊端,为复杂形状裂纹问题提供了更优的解决方法;止裂孔减小了孔边应力集中部位的平均应力,延长了疲劳裂纹在止裂孔边的再生寿命;当止裂孔直径取为0.4倍疲劳裂纹长度时可以获得较好止裂效果,对钻孔止裂理论的研究具有一定参考意义。     

基于Abaqus的双裂纹不同间距对裂纹扩展速率的研究

扩展有限元法是近年经过大量运用的,在传统有限元的范围中求解不连续问题一种有效计算方法,它是基于单位分解的思想,在计算不连续问题时加入跳跃函数。以ABAQUS为平台,基于扩展有限元方法 (XFEM),以含双穿透型裂纹的有限宽板受横向拉伸载荷为力学模型,建立相应的裂纹尖端应力的有限元模型,研究焊接接头区域不同间距双裂纹相互作用对裂纹扩展速率的影响。结果表明:双裂纹间距的的大小并没有对裂纹的扩展速率产生影响。     

现代模具技术朝高精尖方向不断发展

随着重工技术与国际化接轨的程度越来越高,模具制造技术迅速发展,已成为现代制造技术的重要组成部分。现代模具制造技术正朝着加快信息驱动、提高制造柔性、敏捷化制造及系统化集成的方向发展。具体表现在模具的CAD/CAM技术,模具的激光快速成型技术,模具的精密成形技术,模具的超精密加工技术,模具在设计中采用有限元法、边界元法进行流     

数值模拟分析法在聚乙烯压力管道耐快速裂纹扩展现象中的应用

为避免聚乙烯压力管道在使用的过程中发生快速裂纹扩展现象（RCP）引起重大事故,可采用数值模拟分析方法来研究RCP,介绍了有限元法、有限体积法、有限差分法、最小二乘法这4种数值模拟分析方法的特点及其在RCP研究中的应用。认为这4种方法为国内外所常用,可为聚乙烯压力管道止裂性能的研究提供了重要依据。     

用蒙特卡洛-边界元法求结构的可靠度

本文提出将蒙特卡洛法与边界元法耦合起来求结构可靠度的方法。该方法简单易行,把常规的边界元法程序作为接口,加上前后处理程序即可实现。文章给出了程序框图及例题。     

界面污染对复合材料层间性能的影响

采用双悬臂梁试验方法,研究了成型过程中界面污染对玻纤增强复合材料层间性能的影响,并采用基于虚拟裂纹闭合技术的有限元法对层间裂纹扩展过程进行了数值模拟。研究表明:界面污染试验件的层间Ⅰ型断裂韧性低于未污染试验件;界面污染试验件的测试结果发散性大于未污染试验件;虚拟裂纹闭合技术的模拟结果与试验结果吻合良好,可用于预测裂纹扩展载荷。     

橡胶构件疲劳寿命的研究方法概述

概述橡胶构件的疲劳寿命研究方法,主要分为裂纹成核法、裂纹扩展法和S-N曲线法。从疲劳角度对橡胶构件的寿命研究方法进行总结,给出各种研究方法的选择依据。应根据橡胶构件的使用条件和疲劳失效评价准则的不同选用合适的设计计算方法,以达到疲劳寿命预测相对准确且简化计算的目的。另外,还总结了近阶段有限元法在橡胶疲劳寿命分析上的应用和新进展。     

橡胶构件疲劳寿命的研究方法概述

概述橡胶构件的疲劳寿命研究方法,主要分为裂纹成核法、裂纹扩展法和S －N曲线法。从疲劳角度对橡胶构件的寿命研究方法进行总结,给出各种研究方法的选择依据。应根据橡胶构件的使用条件和疲劳失效评价准则的不同选用合适的设计计算方法,以达到疲劳寿命预测相对准确且简化计算的目的。另外,还总结了近阶段有限元法在橡胶疲劳寿命分析上的应用和新进展。     

线弹簧模型与边界元法的耦合

以往的线弹簧边界元法没有考虑局部弯曲效应,因而只能用于求解裂纹对称于板的中面这种特殊的部分穿透裂纹问题。本文作者开发了一种新的线弹簧边界元法,该方法同时考虑了拉仲效应与弯曲效应。本文对该方法进行了理论分析,讨论了实施方案,计算了含有表面裂纹板的应力强度因子。结果表明所提出线弹簧边界元法是一种经济有效的计算方法,该方法把表面裂纹这种复杂的三维问题简化为一维问题,因而有利于在微机上实施。     

离散单元法模拟分散混合的现状

分散混合在聚合物混合与复合、食品加工、胶体分散等工艺工程中起着重要作用,然而对于分散混合的机理和动态细节的认识尚浅。目前,离散元法被许多研究者用于模拟分散混合的过程,研究实践表明该方法是分析分散混合过程的有效工具。介绍了离散元法的概况,着重阐述了分散混合过程中各种力学模型的建立,概述了离散元法在分散混合中的应用现状,讨论了离散元用于研究分散混合时尚需解决的问题。     

二维弹性问题线性单元边界元法奇异积分问题的处理

采用线性单元的二维弹性问题边界元法具有计算精度高的优点。但当点力所在结点与单元的端结点重合时,出现了奇异积分问题。本工作提出了解决奇异积分问题的一个方法,编制了二维弹性问题线性单元边界元法程序,并给出了两个算例。算例中讨论了角结点附近面力的处理问题。结果表明,本工作编制的边界元法程序是可靠的。