二维有限元重合网格法网格特性研究

有限元重合网格法作为一种自适应有限元法和多尺度计算方法,目前受到了研究者们的广泛关注。文中首先简介了二维线弹性断裂力学中有限元重合网格法的原理;其次为获得最少网格数量下最精确的数值结果,研究了重合网格法中全局模型和局部模型网格大小和网格数量的关系以及对计算精度的影响;最后就影响重合网格法精度的局部模型的选择进行了讨论。     

有限元子模型法计算箱形结构表面裂纹应力强度因子

箱形结构中应力集中部位椭圆形表面裂纹区域的名义应力场分布不规则,无法使用现有的解析解和经验公式,有限元子模型法是求解此类问题的途径之一.文中分别计算了平板和箱形结构中包含椭圆形表面裂纹的三个应力强度因子,并将计算结果与N ewm an-R a ju公式以及疲劳试验结果进行了对比和分析.结果表明:有限元子模型法可以直接而且有效地计算此类结构中表面裂纹的应力强度因子.     

内压圆筒内外表面裂纹交互应力强度因子分析

对内压圆筒内外表面两个相同表面裂纹交互应力强度因子进行了综合分析,分析的裂纹深度与长度比为:b/a为0.25,0.5,0.75,1.0;裂纹深度与圆筒壁厚比为:2b/t为0.2,0.4,0.6,0.7,0.8.数值结果显示,当2b/t＜0.7时,与单个裂纹相比,交互作用使得内外表面裂纹应力强度因子均减小.因而,对于实际的断裂分析,可不考虑交互作用,而将得到偏保守的结果.     

T型管节点表面裂纹应力强度因子的全三维有限元分析

利用完全的三维有限元分析方法对T型管节点轴载下的复合应力强度因子进行了计算。T型管节点有限元网络由自编的FEMAUTOP程序实现自动生成。考虑到裂纹尖端处的应力奇异性，在裂尖区域采有了三维四分之一分点20节点等参退化奇异单元，其它区域则采用高精度的20节点等参元。在利用线性结构有限元微机分析程度PCSAP5进行计算后，再使用后处理程度SIF对理解纹尖端处的应力强度因子进行了分析。     

轴表面半椭圆裂纹应力强度因子的求算

评价了将轴表面半椭圆裂纹简化为有限界平板的单边裂纹问题和半无限体表面穿透直线裂纹问题来处理的局限性。通过三维光弹实验成功地测定了弯扭载荷作用下的轴表面半椭圆裂纹前缘各点的ＳＩＦ（ＫⅠ，ＫⅡ，ＫⅢ），并根据几组光弹数据回归出轴表面对ＳＩＦ的影响修正系数ＭＹ与裂纹相对深度ａ／Ｒ之间的关系曲线。从而对目前尚无理论解的轴表面半椭圆裂纹的ＳＩＦ求解提供了依据，有一定的工程意义。     

基于随机有限元的三通裂纹应力强度因子研究

针对三通焊缝处的裂纹,考虑了工况载荷及材料系数的不确定性,基于随机有限元法对焊缝处裂纹应力强度因子进行计算。利用有限元法对三通焊缝处裂纹进行建模。基于拉丁超立方抽样设计方法,将工作压力、工作温度、弹性模量、导热系数、泊松比视为随机变量,利用随机有限元法分析这些变量对应力强度因子最大值影响的灵敏度及应力强度因子最大值分布规律。为三通焊缝处裂纹的可靠性评定中应力强度因子的计算提供依据。     

基于有限元法的表面疲劳裂纹扩展模拟

基于有限元法模拟了受远场拉伸和弯曲载荷有限厚度平板的表面疲劳裂纹扩展。裂纹体网格由等参奇异单元构成,裂纹体和非裂纹体之间采用多点约束连接不匹配的节点;采用1／4节点位移法计算应力强度因子,根据Paris公式计算裂纹扩展增量,三次样条插值函数描述裂纹前沿;自编软件实时跟踪裂纹扩展。计算得到的应力强度因子与Newman和Raju的经验公式结果比较,符合良好。     

涂层中裂纹应力强度因子的计算及裂纹扩展

在涂层工作过程中，由于喷涂材料硬度高、抗裂性能差、喷涂工件刚性大工件表面产生应力集中，涂层很容易产生裂纹．对于含初始裂纹的喷涂材料，在拉伸载荷作用下裂纹的扩展与裂尖应力强度因子有很大的关系，根据断裂力学的基本原理，提出了利用数值模拟的方法来计算裂纹尖端的应力强度因子．并讨论了裂纹前沿网格划分对应力强度因子的影响，预测了裂纹扩展时形状的变化．     

有限元网格优化方法

有限元网格生成器所产生的网格可能包含严重畸变的单元。经过修匀后的网格有时仍然存在不合格单元。最近,优化技术被用来改进修匀后的网格的质量。出现了一个称为网格优化的新的研究方向。本文对网格优化进行了简要的综述,并和修匀技术进行了比较。针对网格几何优化具有多目标优化的性质,提出了一个新的三角形网格的单元质量量度和网格质量量度,以及调整单元质量标准,逐级优化的策略。     

“有限元法与软件应用”精品课程立体化教学研究与实践

文章结合"有限元法与软件应用"精品课程建设、教材建设以及基于MOOC教育模式的"有限元法与软件应用"课程教学改革与研究等项目,针对"有限元法与软件应用"课程特点,以培养学生工程实践应用能力为出发点,开展教学内容研究和课程教材编著,提出并构建课程网站、MOOC教学平台、考试系统等立体化教学系统与平台,探讨了该课程实施立体化教学的方法。     

一种单位分解三角形单元及其在动力响应分析中的应用

基于单位分解方法,使用通常的三角形"单元"形函数作单位分解函数,多项式基函数用来作局部近似函数,提出有限元无网格耦合三角形单元.该三角形单元综合了有限元和无网格点插值法的优点,其形函数可看成是两种方法的复合函数,具有Kronecker delta性质,能够像有限元一样直接施加位移边界条件,采用该单元分析了二维固体的自由振动和强迫振动响应.计算结果表明:该单元没有虚假的零能模式,计算结果的精度优于线性三角形单元和线性四边形等参元.     

旋转体三维有限元网格图的自动生成

介绍了适用于旋转体三维有限元网格图自动生成的一种方法．该方法具有简单、易懂、程序运行效率高、数据准备工作少与能对三维２０节点和１２节点的等参元进行自动生成等特点．当旋转体周向和径向分层且轴向阶梯时，利用节点归一化相对距离判别法，解决了分层或分块时带来的节点和编号的重复问题，对复杂的旋转体三维有限元网格图能一次性自动生成．     

弹塑性线弹簧边界元法及其在表面裂纹分析中的应用

利用Rice和Levy提出的线弹簧概念及Parks等人对线弹簧的拓展，建立了弹塑性连续线弹簧模型，此模型可方便地与普通使用的三维有限元、三维边界元等数值计算方法相结合，用于弹塑性三维表面裂纹断裂参量的计算。将三维边界元法与弹塑性连续线弹簧相耦合，给出了弹塑性表面裂纹断裂参量的求解方法，为工程应用提供了一个高效的表面裂纹断裂参量的计算方法。并将计算结果与三维有限元解进行比较，结果吻合良好。     

刚性有限元弹塑性分析的网格相关性

本文通过理论分析及算例检验证明：采用刚性有限元进行弹塑性分析的计算结果与网格剖分形式相关。刚性有限元的这一缺点，可通过加密网格、采用不规则形状单元及沿可能屈服面方向划分单元交界线的方法加以改善     

ICBCG算法及其在涡流有限元法中的应用

给出ＩＣＢＣＧ算法迭代格式，并把它应用于涡流有限元计算。对它的收敛性进行了较详细的分析和探讨，提出了在一定场合下可使收敛加速的返回迭代法。     

混合有限元法及其工程应用概论

在传统节点有限元法基本概念的基础上,阐述了混合有限元法的基本思想,举例讨论了非标准Ｓｏｂｏｌｅｖ函数空间Ｈ（ｄｉｖ,Ω）、Ｈ（ｃｕｒｌ,Ω）中适定的有限元法及其工程应用．