基于PVDF的三维机器人触觉传感器有限元分析

为了解决压电层合板层间应力连续性问题,从而更为准确地预测传感器的实际输出,利用COMSOL Multiphysics对基于PVDF压电薄膜的三维机器人触觉传感器进行有限元建模。利用三维线性理论建立了压电层半解析轴对称有限元模型,得出分别沿三个方向施加单向力时触觉传感器各压电薄膜的电压响应。仿真结果与标定值之间的误差小于6%,验证了设计的合理性和可行性。     

基于有限元法的齿轮箱辐射噪声预测与分析

利用有限元分析软件ANSYS对齿轮箱系统在齿轮啮合激励力作用下的动态响应进行计算,提取齿轮箱表面选定区域网格节点的法向振动速度.利用节点法向振动速度的均方根值对选定区域以及箱体各表面的辐射噪声进行预测,得到辐射噪声的声压级与声功率级.通过与实测数据进行对比,证明预测结果与实测结果基本吻合.     

髋关节模拟手术中有限元分析方法的应用

介绍了小儿髋关节计算机模拟手术中有限元分析方法的具体应用，有限元分析方法有助于医生在手术前确定最佳方案，从而降低手术风险。     

基于有限元的一类stefan问题数值模型研究

该文给出基于有限元方法的一类一维stefan问题的数值求解过程及算法.模型的建立基于已知的相变界面和固定边界处测得的温度和热流.模型的精度通过与Neumann获得的解析解的比较而得到验证.文中所讨论的模型可以用于反Stefan问题中自由边界的实时跟踪或者控制.最后,比较了已有的有限元模型,给出了仿真结果.     

基于有限元方法的心脏表面建模

利用有限元与生物力学原理构建心脏表面运动的有限元方程,快速建立四面体网格的有限元心脏模型,模拟心脏的动态形变,从心脏的三维表面恢复、应力应变分析和三维运动建模等方面着手,分析计算心脏在收缩期相邻时刻的应力分布及形变情况,有效地模拟了心脏的动态形变。实验结果表明了该方法的有效性和可行性。     

Matlab中有限元脚本程序的编程

介绍在MATLAB中进行有限元计算时脚本编程的方法。脚本编程方法比使用图形界面作图方法求解更加灵活,对复杂的边界条件处理更加容易控制,它扩展了MATLAB在有限元计算方面的应用范围。     

中厚板粗轧机轧辊强度的有限元模拟

根据济钢中厚板厂的实际生产工艺,利用MSC Marc有限元软件,建立粗轧机轧辊的有限元模型,模拟计算其在最大力能参数下的应力分布规律. 模拟结果和解析计算结果非常接近,表明轧辊强度可以满足生产要求.     

LDLT分块求解计算方法在有限元分析中的编程实现

针对有限元计算时遇到的大型线性方程组求解问题,提出一种解决方法,即对方程组的系数矩阵采用三角分解法,并用一维变带宽存贮,同时与分块法相结合,实现内存与外存数据的交换。这种方法节省内存,提高计算效率,且解决了内存资源不足的问题。实例表明这个算法是很有效的。     

多小波在一维有限元方法中的应用

有限元方法（FEM）是建立在变分原理基础上的一种频域数值计算方法。其基函数的选取相当重要,既影响到计算结果的精度也影响到计算效率。通常情况下,都是利用拉格朗日线性插值函数作为基函数。文中利用了多尺度函数。由于多尺度函数及它的偏导数的差值特性,可以快速逼近某个函数。同时这个新的基函数的一阶偏导数在相邻节点上是连续的。最后得到的数值结果显示：在保证一定计算效率的基础上,使得精度大幅度提高。因此采用多尺度函数作为基函数具有很多优势。     

面向对象的随机有限元程序设计

引入面向对象的程序设计方法,利用随机有限元法的通用性及其灵活性,结合C＋＋语言的封装性、继承性和多态性等优点,采用Visual C＋＋ 6．0设计了泰勒展开随机有限元和基于随机场局部平均理论的摄动随机有限元法相关的类及其方法,并编制了随机有限元计算程序。这种程序不仅可以用于随机结构的分析,还可以用于进行确定性问题的有限元计算,而且程序结构清晰、代码重利用率高、更易于维护和扩充。     

有限元数值解法在MATLAB中的实现及可视化

偏微分方程的数值解法在数值分析中占有很重要的地位,很多科学技术问题的数值计算包括了偏微分方程的数值解问题。在学习初等函数时,总是先画出它们的图形,因为图形能帮助我们了解函数的性质。而对于偏微分方程,画出它们的图形并不容易,尤其是没有解析解的偏微分方程,画图就显得更加不容易了。为了从偏微分方程的数学表达式中看出其所表达的图形、函数值与自变量之间的关系,通过MATLAB编程,用有限元数值解法求解了偏微分方程,并将其结果可视化。     

Flux-free Finite Element Method with Lagrange Multipliers for Two-fluid Flows

In this paper we consider the flux-free finite element method based on the Eulerian framework for immiscible incompressible two-fluid flows, which is defined so as to preserve the mass of each fluid. This method is derived from the variational formulation including the flux-free constraint for the Navier–Stokes equations by the Lagrange multiplier technique. Focusing on the stationary problem, we prove the well-posedness of the finite element solution by a discrete inf-sup condition and show basic error estimates. Moreover we also show the stability of the fractional-step projection finite element scheme for the non-stationary problem. Finally, we give some numerical results to validate our method.     

Research in the Development of Finite Element Software for Creep Damage Analysis

This paper reports the development of finite element software for creep damage analysis. Creep damage deformation and failure of high temperature structure is a serious problem for power generation and it is even more technically demanding under the current increasing demand of power and economic and sustainability pressure. This paper primarily consists of three parts： （1） the need and the justification of the development of in-house software; （2） the techniques in developing such software for creep damage analysis; （3） the validation of the finite element software conducted under plane stress, plane strain, axisymmetric, and 3 dimensional cases. This paper contributes to the computational creep damage mechanics in general.     

四边形有限元网格的快速生成算法

给出一个使用覆盖栅格生成四边形网格的算法．覆盖法能够快速生成有限元网格，但是边界单元的质量通常比较差，也难以得到全部的四边形网格．将边界内角分成4类，根据不同类型的内角，提出相应的使用覆盖栅格生成完全四边形网格所要采取的修正措施．最后，应用文中算法进行网格划分，结果表明该算法是有效的．     

面向对象有限元程序的研究

阐述了采用面向对象的方法和ＶＣ＋＋语言,进行结构问题有限元程序开发的过程。建立了一般线弹性体结构有限元分析类库,并与过程化语言的程序设计方法进行了分析比较,说明面向对象方法改善了有限元程序的维护性和扩充性,为开发工程计算程序提供了一种新途径。     

有限元单元计算予程序的OpenMP并行化

Intel和AMD双核乃至4核处理器的推出,使得并行计算已经普及到PC机。为了充分利用多核,需要对原有程序进行多线程改造,使其充分利用多核处理带来的性能提升。该文利用共享存储编程的工业标准OpenMP对有限元方法涉及的单元计算子程序进行了并行化实现。在机群的一个双CPU的SMP节点上的测试表明,共享并行化使得该单元子程序的性能提高了一倍。     

有限元单元计算子程序的OpenMP并行化

Intel和AMD双核乃至4核处理器的推出,使得并行计算已经普及到PC机。为了充分利用多核,需要对原有程序进行多线程改造,使其充分利用多核处理带来的性能提升。该文利用共享存储编程的工业标准OpenMP对有限元方法涉及的单元计算子程序进行了并行化实现。在机群的一个双CPU的SMP节点上的测试表明,共享并行化使得该单元子程序的性能提高了一倍。     

新型MEMS三维振动传感器的有限元分析

针对目前多维振动传感器的需求,研制了一种基于MEMS技术的仿昆虫纤毛三维振动传感器。首先,介绍了振动传感器的仿生机理和工作原理;然后,推导了振动传感器的力学模型并建立了有限元模型;最后,对该传感器进行了静、动态特性分析,并通过实验验证最终得出该传感器的灵敏度为274.18μV/gn、维间耦合小于等于0.612 5%、测量范围为±25 gn、共振频率为2 342.6 Hz、抗冲击能力为100 gn。     

面向对象的固定管板式换热器有限元应力分析系统

阐述如何利用面积对象的方法和VC＋＋语言,进行固定管板式换热器有限元应力分析系统的开发,设计和实现过程。该系统主要为固定管板式换热器设计开发人员提供一种分析、计算和设计的工具。文中介绍了系统确立的对象、系统分类方法、组织结构、消息传递机制以及系统的面向对象特征。研究表明面向对象方法是一种良好的、易于用来开发工程分析计算程序的方法。     

有限元数据场可视化的扫描母元法

介绍一种画等参单元云图及等值线的新方法,称为扫描母元法.采用自然坐标系中母元被划分为足够小的三角形子域,然后用一条水平线,依次扫描母元中子域的顶点,利用顶点的自然坐标以及等参单元的形函数计算实际坐标及场量.利用实际坐标找到像索,利用场量求出颜色,把像素设置为求出的颜色.扫描母元法适用于画二维单元及三维单元表面或剖面上的云图和等值线,由于没有对高阶场量进行线性化等近似计算,所以,保持了高阶单元的精度.实践表明,方法精度高,速度快.易于实现.