新型单元在结构共同作用分析中的应用

在平面矩形单元和板单元的基础上推导了考虑法向、切向地基反力的弹性厚薄板通用单元,将它应用于上部结构、基础和地基的共同作用分析程序中,并将所得结果与常规薄板理论计算结果进行比较,验证了厚薄板通用元的正确性。     

利用模态曲率差法进行弹性薄板的损伤检测

弹性薄板在工程中被广泛应用,对弹性薄板进行在役无损检测具有重要意义。本文在前人的研究基础上,以四边固支薄板为研究对象,运用ANSYS分析软件,采用改变单元弹性模量的方法模拟结构损伤,应用基于模态曲率差的损伤识别方法对板结构进行损伤检测。算例表明:在薄板的一个比较小的区域损伤的情况下,有损伤单元的模态曲率差的值变化明显,因此可以采用模态曲率差法对结构进行损伤识别并能准确判定损伤的位置。     

基于有限元法的水电站厂房结构建模及其静动力行为研究

在水电站厂房结构中,板壳是最基本的构件。为了更好地运用ANSYS软件模拟水电站厂房结构,首先应研究如何准确地模拟板壳结构。探究了实体单元与板壳单元在模拟板梁结构时的相同和区别之处,并对薄板结构进行了研究。结论表明由于"剪切闭锁"的现象存在,实体单元并不能准确模拟薄板结构的静动力行为,而板壳单元也只能在模拟特定的某种结构时能够保证准确度。对如何运用ANSYS更加准确地模拟水电站厂房构件静动力行为进行了初步的探索。     

薄板弯曲分析中的拟协调元

本文对薄板弯曲的有限元分析提出一个新的构造板单元的一个基本方法——拟协调元法。 按这种方法构造的单元都能保证收敛,即通过分片试验,并且方法简洁、运算量小,便于应用。 文中给出可用于薄板弯曲分析的三种单元的单元刚度矩阵的显式。     

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。     

基于曲率模态的薄板结构的损伤定位研究

对某两端固支的板结构进行有限元建模,得到结构位移模态数据。针对不同损伤程度、不同损伤位置下的单损伤和多损伤的情况,选取结构损伤前后的曲率模态差作为损伤定位的指标,对其进行损伤定位。对于弹性薄板结构提出分别考虑节点两个方向上的曲率模态的变化损伤定位准则,综合两个方向上得到的曲率模态的变化,认为两个方向上都出现突变的单元即为损伤的单元。仿真结果显示,仅利用弹性薄板结构一阶位移模态得到的各个节点的曲率模态的变化,可以准确地定位结构损伤位置。对工程实际中的薄板结构损伤定位有很好的指导意义。     

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.     

非协调实体壳元及其在振动分析中的应用

在八节点三维实体等参单元的基础上,为局部坐标系下的挠度位移分量附加单元内非协调位移项,构造了能很好反映横向剪切变形影响的八节点非协调实体壳单元,并将该单元用于板壳结构的振动分析。修正的应力—应变关系可有效地克服实体壳元的厚度自锁,高阶非协调位移项的附加可免除剪切和厚度锁闭。通过修正单元常应变矩阵和非协调形函数,保证单元在不规则网格时能通过常应力分片检验。数值算例表明:单元计算精度高,且对于厚板和薄板结构的动力分析都能适用。     

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。     

无剪切闭锁的厚薄通用板单元

基于广义协调理论构建了一个具有12个自由度的四边形厚薄板通用单元,利用虚位移原理,将Winkler弹性地基的转动支承作用引入单元刚度矩阵,得到考虑地基转动支撑作用的板单元。算例表明,由于考虑了转动支承作用,所构建的板单元精度高,收敛性好,无剪切闭锁,具有厚薄板通用性。     

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.     

薄板和壳结构极限分析的弹性模量折减方法

提出了一种有效的数值方法——弹性模量折减法(EMRM),用以计算薄板和壳结构的极限荷载下限值。为合理确定弹性模量调整参数q,对弹性模量调整方案(SEMAs)和EMRM的精度和有效特性进行分析。此外,基于基本的屈服准则,定义了一个总参数——薄板/壳单元的承压比(EBR),从而考虑了弹性模量数值调整过程中结构的塑性性能和内力变化。通过数值计算,利用应变能量守恒原理(SEEP)和固定应变法(FSM)验证了弹性模量折减方法的适用性和准确性。     

双筒剪力墙结构动态特性分析

某电信枢纽工程主体建筑为双筒剪力墙高层建筑，根据结构特点，采用有限元法对该结构进行有限元离散，框架中的梁，柱采用空间梁单元模拟，筒体，剪力墙，楼板和屋盖采用薄板单元进行离散，探讨了整体结构动力分析模型和按对称和反对称边界条件取一半结构进行动态特性计算的差异，并与结构设计软件TBSA的计算结果进行了对比，得出一些有益的结论，可供该类型结构抗震设计与动力计算参考。     

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.     

基于向量式有限元的三角形薄壳单元研究

基于向量式有限元基本理论,通过三角形常应变CST薄膜单元和三角形离散基尔霍夫DKT薄板单元的线性叠加组合,推导三角形薄壳单元的基本理论计算式。通过逆向运动获得单元节点纯变形位移,进而由变形坐标系求解单元节点内力。通过不同变形坐标系与整体坐标系之间的反复转换,解决膜元部分和板元部分的质点位移和内力、单元应变和应力在时间步末的叠加和下一时间步初的分离这一关键问题,同时对单元节点内力计算提出先沿厚度采用Neuton-Cotes积分,再采用Hammer积分方案进行平面内积分。在此基础上编制薄壳单元的计算分析程序,算例分析表明,所编制的向量式有限元薄壳单元程序可以较好地完成薄壳结构的静力、动力分析和考虑大变形大转动的屈曲分析,验证理论推导和所编制程序的有效性和正确性。     

薄板式转换层结构的内力分析与设计方法研究

目前在广州薄板式转换层结构的应用日益广泛，但对其内力分布规律尚无系统的分析研究。本文结合广州一座正在建设中的建筑群一金桂园三期工程，对此大底盘带薄板式转换层的结构进行了有限元计算分析，基本上弄清了薄板式转换层在竖向静力荷载和地震荷载作用下的内力分布和传力规律，并在此基础上完成了此工程的结构设计。同时根据有限元计算分析的结果，提出了薄板式转换层结构的设计建议，供有关结构设计参考。     

一种求解弹性地基上矩形薄板弯曲问题的高精度单元

从Winkler弹性地基模型出发，以单位宽纵横向有限条带为位移模式，建立矩形薄板单元总势能泛函，由最小势能原理导出刚度方程。此单元有12个自由度，满足单元边界导数的连续性，并可直接得到单元显式刚度矩阵。数值结果表明，本文方法自由度少，计算精度高，可用于Winkler弹性地基板的计算分析。     

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。     

引气混凝土试验研究

结合广东地区高温薄板结构引气混凝土施工实践,通过外加剂与水泥适应性、含气量对引气混凝土泌水、抗裂、变形、热工等性能的试验研究及理论分析,优化高温条件下薄板滑模混凝土施工配合比,提出了薄板结构滑模引气混凝土施工控制建议,以供技术人员施工控制参考。     

无限层土地基板沉降分析

为了分析矩形薄板与无限层土地基的静力相互作用,采用板单元和无限层土地基单元,建立了板单元和无限层土地基单元半解析位移函数,在水平方向解析,在竖向进行离散化,将三维相互作用的问题简化为一维数值计算问题,编制的程序简单,收敛速度快,计算精度高,大大减少了计算工作量.数值计算表明,半解析单元法是分析无限层土地基沉降的实用方法.