汽轮发电机定子系统固有频率新算法

本文应用群表示理论简化了汽轮发电机定子系统的结构，用有限元方法分析了汽轮发电机定子系统二维和三维两种模型的固有振动特性，给出了冷态工况的二维和三维模型的模态，同时比较了两种模型的分析结果。由模型分析和计算结果可以看出三维模型更符合实际结构。     

含分层的压电材料层合板的自由振动分析

该文为含分层的压电材料层合板的自由振动分析提出了一种状态空间方法。首先通过压电材料的修正H-R (Hellinger-Reissner)变分原理和径向基函数推导了无网格状态空间列式。然后结合非线性弹簧层模型,导出了含分层压电材料层合板的三维模型。该模型的主要优点是:场节点数和背景网格数不随层合板的层数增加而增加;另一方面,通过设定弹簧的刚度值,非线性弹簧层既能保证非分层区域横向应力和位移的连续性,也能防止分层区域嵌入现象的发生。     

四边简支压电层合板灵敏度分析的精确解

为了应用弹性力学中的Hamilton 正则方程研究压电材料的灵敏度系数问题,基于压电材料的H-R(Hellinger-Reissner) 变分原理,简要地导出Hamilton正则方程算子表达式,建立了四边简支板静力学控制方程。根据灵敏度定义,在静力学控制方程的基础上联立灵敏度控制方程,得到了增维的齐次压电材料静力响应和灵敏度系数混合控制方程。应用该方程可以同时求得压电层合板的力学、电学参量及其灵敏度。该算法过程简单、运算效率和稳定性好。数值算例结果与有限差分法的结果比较表明本文方法切实有效。      

含固支边的压电层合开口圆柱壳的精确解法

通过柱坐标系下压电材料的广义Helinger-Reissner变分原理,推导压电开口圆柱壳的非齐次状态方程,然后假设边界应力函数,建立含固支边压电开口圆柱壳的非齐次状态方程,接着应用增维方法将非齐次状态方程转化为齐次状态方程,最后采用状态转移矩阵技术,得出含固支边的压电层合开口圆柱壳的齐次状态方程.齐次状态方程的求解避免了求解非齐次状态方程过程中的矩阵求逆运算,有利于程序的实现和数值运算稳定性的提高,大大地提高了计算效率.数值算例表明文中方法是有效的.     

大型汽轮发电机定子系统的双壳模型及响应分析

由圆柱壳的运动方程推导出圆柱双壳系统的耦合方程，并将其应用于大型发电机定子系统的响应分析。本是半解析法，其特点是将圆柱壳的三维弹性运动方程表达成Hamilton正则方程，没有应力和位移模式的假设，不限制壳的厚度；同时，象一般有限元方法一样该方法适应复杂的边界条件，未知量少于一般有限元方法，计算速度快，数据准确方便，适合工程应用。     

压电热弹性体混合层合板的响应分析

根据广义Hamilton变分原理推导出了压电热弹性体非齐次的Hamilton正则方程.考虑热平衡方程与导热方程中变量的对偶关系,通过增加正则方程的维数,成功地将非齐次的正则方程转化为能独立求解的压电热弹性体耦合问题的齐次方程.将非齐次方程转化为齐次方程不仅使问题变得大为简化,同时也减少了数值计算的工作量.数值实例研究了温度载荷和力载荷作用下压电热弹性材料四边简支层合板的响应问题,部分算例与相关文献进行了比较.     

基于广义混合有限元的压电复合材料层合板的数值分析

将纯弹性体的广义混合有限元法引入到压电材料的静力学分析中。由于采用了8节点六面体非协调实体单元对整体结构进行离散求解，摒弃了板壳理论中的诸多人为假设。非协调项的加入使该方法比同类协调元显示出更好的数值性能。本文方法将应力边界条件和位移边界条件同时考虑，并且求解过程中将层间应力和平面内应力分开处理，按每层的本构关系求解平面内应力，这样求得的层间应力和平面内应力都更加接近精确解。通过几个有代表性的层合板的数值算例说明了本文方法的精度，相较于传统的解析法和数值法，本文方法在适用性和有效性方面都具有优势。     

Hamilton体系下压电材料层合板特征值灵敏度分析

在Hamilton体系下,基于区间B(B-spline wavelet on the interval)-样条小波有限元法研究压电材料特征值的灵敏度分析问题,推导压电材料特征值响应灵敏度系数的控制方程.利用二分法求得压电材料层合板前4阶特征值对材料密度的灵敏度系数,并与有限差分法所得结果相比较,证明所提方法的可靠性.结...     

四边简支热弹性复合材料层合正交双曲壳的解析解

在正交双曲坐标系下,对于考虑温度梯度的热弹性复合材料,首先基于基本方程,由状态空间法推导出其非齐次状态方程;再根据对偶变量理论,将热传导关系并入到复合材料的本构关系中,得到热弹性复合材料包含温度的增维本构关系,由此增维本构关系,结合状态空间法,消去平面内的应力分量,便可直接推导出可独立求解的热弹性复合材料的齐次状态方程.齐次状态方程的导出,将大大简化层合正交双曲壳的求解过程,提高计算精度,且齐次状态方程可以直接进行有限元离散,为工程实践中复杂边界条件下层合结构的分析求解提供一种新方法.     

九节点Hamilton等参元列式

结合弹性材料修正后的H R变分原理和九节点四边形等参元二次插值函数,建立了九节点Hamilton等参元列式的正则方程.简要地介绍了弹性材料修正后的H R变分原理.基于变分原理使用3×3的高斯积分详细地推导了Hamilton正则方程的九节点等参元列式,使得九节点等参元在有限元法中的优越性与弹性力学Hamilton正则方程的半解析法得到了有机的结合.数值实例的结果证明了本文九节点Hamilton等参元列式的正确性.
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