混合夹杂问题的边界元法

该文提出了一种求解含固体、流体和孔隙等多类型夹杂的混合夹杂问题的边界元法。混合夹杂问题实质也是多连通域问题,但内边界的位移和面力都是未知量,导致该问题因定解条件不足而无法直接求解。根据不同类型夹杂的本构关系建立了各夹杂与基体界面面力与位移之间的关联矩阵,从而形成除给定边界条件以外的补充定解条件,使问题得以解决。以平面问题为例,分别对只含固体夹杂、流体夹杂以及同时含有孔隙、固体和流体夹杂的情况进行了计算,模拟了含100个随机分布夹杂的板材的弹性模量,验证了该方法的有效性、程序的正确性和可靠性。     

三维弹性体移动接触边界元法的一类新方案

基于对二维弹性体移动和滚动接触边界元法的前期研究,将其中的协调离散方案推广到三维问题,提出了针对给定移动方向的三维弹性体移动接触的一种边界元协调离散方案。其中在接触面上的位移和面力都能在边界元离散意义下精确满足,因此能保持边界元法在位移计算、特别是应力计算中高精度的优势。该方案将可能接触区分成大小相等的直角三角形单元,每个直角三角形单元有6个节点,其中3个角节点是固定节点,另外在每条边上有一可动节点。可动节点的位置确定于与其接触的另一面上对应单元的固定节点及其连线的位置。在每一瞬时,每个单元可由可动节点连线分成4个三角形子单元,在每个子单元上边界位移与面力线性分布。文中给出了一些算例来验证所提出算法的有效性和高精度。     

有限元并行计算中网格自动区域划分的研究

本文针对集群系统下大规模并行有限元分析,设计了简单实用的网格自动区域划分算法,以使并行计算时减少由于负载不均衡所引起的效率下降,并应用于“汽车碰撞模拟”项目中的车架模型的分割。重点讨论并改进了贪婪算法和ANP算法,并比较了两种算法各自的特点及其适用性。通过数值算例证明,对于不同类型的有限元网格都得到了满意的结果,本文的算法具有广泛的适用性。且对该算法稍加改进,则可应用于各类动态并行计算问题所提出的动态负载均衡要求。     

基于边界元法的弹性结构边界点和近边界点力学量的计算

一、引 言 边界点和近边界点的力学量的计算一直是计算固体力学中尚未彻底解决的一个问题.采用边界元法求解出边界节点的未知位移和未知面力(或其形状灵敏度)之后,进而     

弹性地基板广义边值问题的边界元法

本文利用Ｈａｎｋｅｌ变换导出了弹性地基板弯曲问题的基本解，该基本解对于Ｗｉｎｋｌｅｒ地基、Ｐａｓｔｅｒｎａｋ地基和弹性半空间地基模型具有统一的表达形式。在此基础上，建立了适用于弹性地基板广义边值问题的边界积分方程组，最后文中给出了若干数值算例。     

非均匀材料破坏过程数值模拟的边界元法研究

用格子模型和统计分布模拟非均匀材料性质的初始分布,针对二维非均匀材料格子模型建立了重复多子域边界元法求解方程。通过把各行子域集成为亚子域,然后对链状排列的亚子域应用域转移矩阵法进行求解。由于使用的域转移矩阵法对内存的要求仅略大于一个亚子域的求解,以及重复多子域法只需要进行一次系数矩阵积分,因而可以大大提高求解的规模和效率。在此基础上,对非均匀脆性材料在简单载荷作用下的破坏过程进行了数值模拟。采用重复多子域法和域转移矩阵法,可以得到子域内高精度的连续应力分布,为进一步研究非均匀材料裂纹萌生、扩展和破坏过程提供了基础。     

道路系统的物理参数识别

本文将机场道路面和公路路面系统抽象为弹性地基无限大板模型，采用解析方法得到了系统在多轮载荷作用下的解析解，在此基础上，将理论弯沉曲线和实测弯沉曲线相比较建立了目标函数，通过迭代方法建立了一种识别道路系统物理参数的新方法，最后通过实例计算了本文方法的可行性和可靠性。     

模拟纤维增强复合材料的相似子域边界元法

根据夹杂相积分区域的相似性,提出了相似子域边界元法求解方案。把含随机分布夹杂相的固体归结为对一个含有内边界条件复连通域问题的求解,与传统的有限元和边界元分域解法相比,显著地提高了计算效率。应用相似子域边界元法,对含有随机分布圆形和椭圆形夹杂相的固体材料进行了大量数值计算,并把夹杂相与基体材料之间从理想粘结扩展到带有界面层的情况。这些计算为相应纤维增强复合材料宏观等效力学特性研究提供了有效的数值模拟方法。     

边界元法软件及其在工程与教学中的应用

扼要介绍作者研制的包括前后处理的二维边界元法软件THBEM2和三维边界元法软件HBEM3,并通过算例介绍它们在复杂工程问题的线弹性应力分析,以及弹性力学辅助教学等方面的应用。     

裂纹板贴补应力分析

本文采用含裂纹无限大板特殊基本解和合力边界条件,用体积力法对含裂纹金属薄板的胶贴补强问题进行应力分析。使用一满足胶贴层位移连续条件的剪切单元,把问题转化为对裂纹板和贴片的分析。由于使用的特殊基本解精确满足裂纹面自由力边界条件,避免了对裂纹尖端附近的奇异场进行离散处理,因而可以比较精确地求出裂纹尖端附近的应力分布,同时由于单位集中力引起的裂纹尖端应力强度因子可以解析得到,因而可以较准确地反映出用应力强度因子的降低来表征的贴补效果。作为贴补计算的例子,文中计算了受拉力和剪力作用时,含中心裂纹的金属裂纹板在贴补前后裂纹尖端应力强度因子的降低,给出了贴片的厚度、弹性模量和尺寸及肢贴层厚度等对贴补效果的影响。