多尺度有限元建模方法及其应用

在有限的计算条件下,为了尽可能的提高结构有限元分析的精度,本文引入了有限元多尺度计算方法。通过寻找有限元微观模型与宏观模型的界面连接方法,从而使精细的有限元模型可以自然地植入宏观模型,有效实现不同尺度模型间的变形协调。通过编制用户子程序,在有限元软件中对界面连接的合理性进行了算例验证,为多尺度有限元计算在结构分析中的应用提供了条件。最后采用多尺度建模方法,给出了钢结构弹塑性时程分析的应用实例。     

面向对象的有限元程序框架

将面向对象的程序设计方法引入到有限单元法程序设计中,通过数据封装构建了有限元基本数据类,并在此基础上构造了有限元程序框架,阐明了面向对象方法在有限元软件开发中的运用。     

弯曲载荷下碳纳米管力学行为的数值模拟

为研究碳纳米管在弯曲载荷作用下的非线性力学行为,用ABAQUS有限元软件模拟单壁碳纳米管的变形.比较有限元计算结果和分子动力学的计算结果,验证了有限元方法的有效性.利用有限元方法研究了单壁碳纳米管临界弯曲屈曲曲率随直径和长度的变化关系,并与分子动力学的计算结果比对,证实有限元方法模拟纳米尺度问题的可靠性.     

面向对象有限元程序设计——程序构架

在有限元基本数据封装和单元过程设计的基础上,构建了有限元程序构架。并详细讨论了如何使用该程序构架进行有限元软件的开发,实现了无需修改原有程序源代码而扩充软件分析功能的方法,为有限元软件的开发提供了一种全新的方法。实例表明,此方法具有广泛的适应性。     

面向对象方法在结构有限元分析软件中的应用

系统归纳了面向对象有限元的基本理论和实现方法,比较了传统有限元实现方法与现代面向对象有限元方法的优缺点.运用C＋＋语言,以单元类为例,描述了面向对象有限元程序的实现过程.最后,利用该程序进行了工程实例计算分析,验证了面向对象有限元方法的准确性.     

非线性双曲型积分微分方程的H~1-Galerkin混合有限元方法的误差估计

利用H1-Galerkin混合有限元方法讨论了一类非线性双曲型积分微分方程的误差估计,得到了在一维情况下未知函数和它的伴随向量函数有限元解的最优阶误差估计,同时得到了和用传统混合有限元方法相同的收敛阶数,而且该方法不需验证LBB相容性条件。     

一种梁杆结构稳定性分析的精确有限元法

在插值理论下，给出了梁杆系统在常规有限元方法中描述的切线刚度阵。由二阶理论和随动坐标法建立了梁杆系统精确几何非线性有限元增量平衡方程和切线刚度阵。针对有限元方法在结构稳定性分析中的应用，对常规有限元方法和精确方法进行了比较，用实例说明，精确方法较常规方法在计算精度、工作量方面有着巨大的优势。     

二阶双曲方程有限元解的最优误差分析

讨论了一类二阶双曲方程在非协调有限元下有限元解与真解的误差估计。利用该非协调有限元的性质及超逼近方法,得到了与协调元相同的最优误差估计。     

波前法在组合结构有限元分析中的应用

分析了波前法在组合结构有限元分析中的应用方法,并编写了相应的有限元程序。     

MATLAB在有限元分析中的应用

有限元分析法是现代机械设计中应用非常广泛的一种数值分析技术．本文在有限元分析中引入工程技术计算中使用最广泛的计算机软件包MATLAB，使有限元设计中的计算问题简单化。并通过具体的实例（梁元），阐述了MATLAB在有限元方法中的应用步骤以及所得结果，从而向读者展示了MATLAB在有限元分析中的一般应用方法。     

深基坑降水工程程序设计及应用

研究了深基坑降水里茨有限元和迦辽金有限元计算程序的设计方法。分别应用里茨有限元法和迦辽金有限元法对一个深基坑深井降水工程实例进行了分析计算。比较分析结果可知,本文运用的里茨有限元法适用于深基坑降水计算,而运用迦辽金有限元法需对井点进行处理,才能用于实际计算。     

薄板弯曲分析的混合条－元法

本文在有限元法（ＦＥＭ）和有限条法（ＦＳＭ）的基础上，提出了薄板弯曲分析的混合条－元法ＣＳＥＭ。用两端简史的有限条位移函数与四结点矩形有限元位移函数迭加作新的位移函数，导出了薄板弯曲混合条无法的各种公式。用自编的ＣＳＥＭＦＯＲＴＲＡＮ程序计算了若干算例，算例结果表明了ＣＳＥＭ方法的精确性和有效性。     

高层筒体结构弹塑性地震反应计算

对高层简体结构进行弹塑性地震反应分析，基本未知量很多，基本参数的确定也较困难。本文采用广义有限条法对筒体结构作弹塑性地震反应分析，以构件为基本单元，计算参数和恢复力曲线容易确定。本文综合应用和发展了有限元法和有限条法的优点，计算精度和有限元法相当。     

重调和方程的混合有限元的区域分解算法

主要考虑将区域分解算法应用于混合有限元方法的情形。基于Schwarz交替法,讨论了重调和方程的混合有限元格式的区域分解算法,证明了它的收敛性,利用区域分解技术,给出它的有限离散格式和预处理矩阵。本文表明基于Lions框架的Schwarz算法也适用于混合有限元。     

履带起重机臂架有限元分析方法

根据桁架钢结构的受力特点 ,采用变截面梁单元模拟起重机臂架整体结构 ,建立了一种有限元简便分析方法 ,对履带起重机臂架结构的受力状况和应力特性进行了系统地分析 ,确定了危险工况 .对危险工况在各载荷组合作用下臂架结构的应力分布进行了详细的有限元法分析 ,并对其强度进行了评定 .结果表明 ,有限元简便分析方法可以反映臂架的整体应力状态 ,而有限元详细分析则可更好地反映臂架受力的局部特性     

基于组合单元的圆钢管混凝土结构非线性分析

基于圆钢管混凝土组合截面轴力-应变关系和轴力一弯矩一曲率关系实用计算方法,采用U.L列式单元增量平衡方程,引入平面梁单元非线性分析方法,建立了钢管混凝土结构组合单元法非线性有限元分析理论.编制了相应的非线性有限元程序,对已有钢管混凝土结构的面内受力,如钢管混凝土偏压柱、不等端弯矩钢管混凝土偏压柱、钢管混凝土压弯构件和钢管混凝土模型拱肋等进行双重非线性有限元分析,与基于钢管混凝土拉压数值本构模型的分层梁单元非线性分析理论比较.结果表明,两种分析方法的载荷一变形曲线和极限承载力都很接近试验结果,与分层法相比,组合单元法直接根据杆端力求解截面刚度,不用分层计算截面刚度,加快了计算速度.     

刚构桥悬浇施工所用新型挂篮的受力分析

对新型挂篮结构应用平面杆件有限元和三维有限元的方法进行了计算分析。探讨了该挂篮不同荷载工况下的变形和受力计算结果，用三维有限元分析了挂篮施工时同主梁的共同作用的情况。经过平面与三维有限元结果比较，对挂篮的受力和变形提出了分析重视。     

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。     

块泽河电站拱坝有限元等效应力强度校核

有限元等效应力法是拱坝设计新规范规定的两种强度校核方法之一,也是新规范规定的拱坝强度设计标准．文中借助于有限元软件ANSYS7．1,对块泽河电站拱坝进行有限元计算及其等效应力计算,并按规范规定的相应强度标准进行校核．介绍有限元等效应力法在拱坝设计中的运用实例．     

含裂纹结构模态分析的小波有限元法

针对常规有限元在描述裂纹尖端附近应力场方面的不足,提出了基于四边形奇异等参元的小波有限元新方法,该方法将小波有限元和断裂力学理论相结合,建立了含裂纹结构的小波有限元模型,推导了小波单元和裂纹单元的单元刚度矩阵,求解了该结构的前四阶固有频率及振型.将计算结果与ANSYS分析结果比较可知:采用小波单元的求解结果优于900个plane183单元,与1600个plane183单元求解结果吻合,相对误差不超过2%.这表明该方法可用较少单元获得较高计算精度,适宜工程奇异性问题的求解,具有一定的工程应用价值.