边界无单元法计算薄板弯曲问题

无单元法是一种新的数值方法,将其用于薄板弯曲问题的边界积分方程,提出了薄板弯曲问题的边界无单元法.算例表明,该方法计算量小、精度高,具有更加广泛的工程应用前景.     

广义协调元

本文提出广义协调元方法,其特点是在平均位移的意义上保证单元间的位移协调。推导了十二个自由度的矩形薄板广义协调元RGC-12并应用于薄板弯曲与稳定问题。推导了两种三角形薄板广义协调元:TGC-9(九个自由度)和TGC-9-1(九个外部自由度和一个内部自由度)。 广义协调元的优点是:自由度少,精度高,程序简便,在任意网格划分下通过分片检验,收敛于精确解。它为薄板弯曲和其它要求C_1续性问题提供一个简单高效和可靠的单元。     

一种考虑剪切变形影响的厚薄板通用单元

依据深梁理沦,推导了厚板在平面应变状态下考虑剪切影响的剪切因子λ,并构造了厚薄板通用单元。在薄板极限情况下,这种厚薄板通用单元自动退化为原来的薄板单元,消除了剪切闭锁现象。算例结果表明,文中构造的厚薄板单元的计算精度较高,有一定的实用性。     

基于改进Vlasov模型的弹性地基上平板横向剪应变分析

运用Vlasov模型对弹性基础上的薄板和厚板进行分析,采用了基于Mindlin板理论的4结点四边形和8结点四边形弯曲单元。运用有限元法对底层土的竖向挠度刚度矩阵和剪切变形刚度矩阵进行推算。针对2种类型的板单元,采用完全积分方法和选择性简化积分方法进行分析,以避免极限状态下薄板的剪切闭锁问题。研究发现：在选择性简化积分方法中,8结点四边形板单元非常适用于分析弹性基础上的薄板和厚板。结果表明：相比有支撑的平板,剪应变对底层土上无支撑平板的影响非常小。     

应用边界积分方程法分析任意形状和边界条件薄板的弹性和弹塑性弯曲问题

本文基于周边嵌固圆板的格林函数,采用间接法建立了任意边界薄板弯曲的边界积分方程,从而可以获得任意荷载、任意边界形状薄板弯曲问题的弹性和弹塑性解。 应用边界积分法,并假定板的材料性质适用单轴拉伸来表示有效应力-有效应变之间的关系和采用拟荷载法,来求薄板弯曲问题的弹塑性解,可以避免多次修改弹性刚度矩阵,每次叠代只要重新形成右端荷载向量,加速了计算的速度。它与通常有限单元法的薄板弹塑性分析相比,具有输入数据简单,计算量少,省时间,精度高等显著优点。 文中给出薄板弯曲的弹性解和弹塑性解实例,说明方法的效果。     

薄板弯曲计算的一个新途径

将无单元法与薄板弯曲问题的边界积分方程方法相结合,用非奇异基本解建立边界积分方程,提出了无奇异积分的边界无单元法.以带权的正交函数作为基函数,克服了滑动最小二乘法容易形成病态方程组的缺点.计算结果表明,无奇异积分的边界单元法计算薄板问题计算量小,精度高.     

采用SemiLoof型约束条件的薄板四边形广义协调元

本文综合广义协调元和SemiLoof元的优点,导出了一个具有十二自由度的薄板弯曲四边形单元LSL—Q12。单元自由度只含常规的角点自由度,不采用SemiLoof元还包含边点自由度的复杂作法。按照广义协调的观点,着眼于保证网格细分时的协调性,使单元能通过分片检验。算例表明,此单元是一个高精度、低自由度、收敛可靠、适用于复杂边界的优质单元。     

结构分析中厚、薄板通用的ACM单元刚度矩阵

常规的ACM单元只能用于薄板结构分析。本文给出一个可以通用于薄板和厚板结构分析且不会出现剪切自锁的ACM单元刚度矩阵。     

双向应力作用下钢筋混凝土板非线性本构关系

以复杂几何形状、边界条件及配筋形式的钢筋混凝土薄板为研究对象,根据钢筋混凝土有限元理论,以三角形分层组合式的弹性薄板弯曲单元为基础,研究了混凝土为各向异性材料在双向应力作用下的本构关系。     

均布荷载作用下矩形薄板挠度解法的比较

在薄板弯曲理论的基础上,为了了解板壳结构的受力特点、形变特点,通过对板壳理论的经典算法与有限单元法的解法差异的比较,求解均布荷载作角下四边固定矩形薄板小挠度问题.     

Two-dimensional computational framework of meso-scale rigid and line interface elements for masonry structures

In this paper, rigid elements along with nonlinear line interface elements are utilized to model masonry structures. The modeling approach focuses on two dimensions (2D) whereby the in-plane behavior of components is represented by rigid elements and nonlinear line interfaces instead of modeling by a traditional finite element method. In this approach, the component will be allowed to crack in predefined paths which have more likelihood for propagation. The paper discusses the model derivation and implementation. Moreover, the mesh sensitivity of this method is assessed by using different mesh sizes, and it is shown that the model captures response obtained by the experimental tests. The traditional finite element method is indeed capable of predicting the behavior of large scale masonry component, but the computational time is very high. In this study it has been shown that using rigid elements along with nonlinear line interfaces leads to a reduced number of degrees-of-freedom, which consequently reduces the computational time. The material model is implemented in a user-defined subroutine that is compiled with DIANA. The algorithms and material models are validated with well-documented experimental studies, and results clearly show the capabilities of the proposed procedures.     

竖直荷载下单桩的受力变形性状分析

采用三维非线性有限元法进行单桩的工作性能分析，在桩土之间引入Goodman接触面单元，建立有限元-接触面单元相耦合的非线性数值模型。利用大型有限元分析软件ANSYS对竖向荷载作用下的单桩与土相互作用进行计算分析。结果表明，计算分析与实测基本吻合，表明采用的耦合方法能对桩的受力变形特性进行较好的模拟。     

蒙皮支撑柱的静力性能分析

本文提出了蒙皮支撑柱在静力荷载作用下的几何非线性有限元分析方法。钢构件、蒙皮和连接件分别被离散成空间薄壁开口截面梁柱单元、等效正交各向异型板壳单元和连接单元。采用修正的拉格朗日描述建立结构的非线性平衡方程,利用柱面弧长增量法并在每一增量步中采用修正的牛顿·拉夫逊方法进行迭代来跟踪平衡路径。通过试验对该方法进行了验证并利用该方法分析了蒙皮支撑Ｃ型截面轴心受压柱的基本受力性能。结果表明,蒙皮的支撑作用可以改善柱的受力性能并提高其承载能力。     

弹性动力学的相似边界元法

讨论了弹性动力学边界元法中边界单元相似时单元之间的一些矩阵关系,建立了相似边界元法的公式。在一组相似单元中,只要求得一个单元的相应矩阵,通过比例关系即可求得其它单元的相应矩阵,然后通过迭加建立代数方程组系数矩阵。与通常的每个单元都各自进行积分计算相比,本文方法可大幅度减少计算量。     

非协调四结点平面等参位移元新列式方法

本文导出一种等参协调元位移函数的新的表示方法,在此基础上建立起了构造等参非协调元的新方法。作为实例,构造两个可以给出单刚显式的四结点平面非协调新单元。     

角点支承双钢筋双向密肋大楼板全过程分析的混合矩形积层单元法与试验研究

本文首先根据双向密肋板的特殊结构形式,按密肋区格划分单元,然后再将每一单元分层,提出了一种分析双向密肋板的整个非线性变形过程的混合矩形积层单元法,编制了TQ-16计算机程序;其次,试验了两块角点支承双钢筋双向密肋大楼板,并用本文提出的方法对试验结果进行了分析比较,验证了本文提出的方法。     

矿层开采后的地面沉陷和应力分析

本文交替使用半解析法中的有限层单元和三校柱单元，给出了矿层开采后的地面沉陷及应力分析的计算方法、公式和结果。     

空间网架结构的连续倒塌分析

在偶然荷载作用下,结构的局部构件可能发生初始破坏从而导致结构的连续性倒塌。文章基于有限元软件LSDYNA,采用变换荷载路径法对空间网架结构破坏后的倒塌进行了力学分析和仿真,并且分析讨论了结构的关键构件。模拟结果表明增大关键构件的截面及提高材料的失效应变,可显著提高空间网架结构的抗连续倒塌能力,将有可能避免结构倒塌。     

预制地下连续墙技术的研究与应用

预制地下连续墙技术已经成为国内外地下连续墙研究和发展的一个重要方向,国外多以昂贵的自凝泥浆护壁成槽插入预制构件,以自凝泥浆的凝固体填塞墙后空隙和防止构件间接缝渗水,形成地下连续墙.介绍了上海地区研究和发展的一种新型预制地下连续墙技术,即采用常规的泥浆护壁成槽,在成槽后,插入预制构件并在构件间采用现浇混凝土将其连成一个完整的墙体.基于上海地区预制地下连续墙的研究和应用现状,文中着重讨论了新型预制地下连续墙的设计方法、施工技术及相关配套措施,并给出了工程实例.     

柱增大截面加固参与抗震计算的研究

由于新旧材料强度不同,以及应力、应变的不一致性,使得增大截面后的柱无法简单地当作新建构件进行抗震验算,设计师常用的设计分析软件也没有提供混合强度材料构件共同作用的构件定义。本文分析研究了柱增大截面后参与整体结构设计的相关因素,对比了传统的简化算法与精确算法的差异,并提出一种将混合强度材料的构件折算为单一强度材料构件截面换算方式,为工程师在加固设计时考虑加固后构件参与整体结构抗震验算提供参考依据。