边界元法分析周边简支扁壳的一种简便计算

本文给出一种简易方法来分析具有简支边界的球扁壳。为便于比较,文中仅给出矩形边界情况下的数值解,但对于具有平行于坐标轴方向简支边界的杂形壳和具有直线多边形边界的凸边壳。该方法也是适用的。     

真实梁板壳局部应力分析的高性能边界元法

经过数十年的发展边界元法在学术界已被看成有限元法的重要补充,但是要使这种补充成为工程界的实际需要还必须用它解决一些有限元法和其他方法难以解决的问题,这就是要充分发挥其高精度的优势,对一些复杂问题得到可靠的结果。为此作者近年通过误差分析提出了一种高精度边界元法计算方案,它在没有解析解和其他数值解做比较的情况下也能求得边界元法的收敛解。这种新方法的一个重要应用领域就是真实梁板壳结构的局部应力分析,即考虑梁板壳结构边缘实际几何、和基座或周围构件联合进行三维高精度边界元分析。该文给出了两个二维高精度边界元分析的算例,一个是真实悬臂薄板梁的横向弯曲,另一个是承受内压的无限长加肋圆柱壳,其中前一个算例揭示了真实悬臂薄板梁端部的局部应力远高于由梁弯曲理论所得到的应力。该文同时建立了悬臂薄板梁三维分析的边界元模型,其边界自由度数已经超出了在微机上用常规边界元法能够求解的规模。因此必须将高精度边界元法结合快速算法才能胜任此类分析,这就是作者提出的高性能边界元法的含义。最后作者展望了这两个相关新领域将要开展的研究内容,希望起到抛砖引玉的作用。     

各向异性体半平面问题的边界元法

应用中向异性休平面问题的复应力函数基本解，给出了应用边界元法求解半平面多连通域问题时的一些常用公式，具体算例验证了本文解的正确性。     

正交各向异性厚板振动分析的边界积分方程法

本文采用正交各向异性厚板静力问题的基本解作为边界积分方程的核函数,利用加权残数法建立了正交各向异性厚板振动分析的边界积分方程。文中详细地讨论了边界积分方程的数值处理过程并给出了若干数值算例以论证本文方法的正确性。      

模态边界元法

本文介绍了用有限区域弹性体代替传统的无限区域弹性体建立边界方程基本解的思想。文中以有限弹性体模态的线性组合表示稳态基本解,建立了积分与激励频率无关的稳态边界元的直接表达式和间接表达式。其次文中提出了求解弹性系统固有频率和振型的设想,导出了边界元法特征方程。最后,文中以一维固有特性问题为例对原理、方法的正确性和精确度进行了检验,得到了不同边界条件下的固有频率和振型。文中所给数据表明与理论值吻合良好。     

边界元法分析中的边界切向应力差分算法

在用边界元法作弹性应力分析中,不能直接计算出弹性体边界切向应力。本文在边界元法分析的基础上,用差分法计算边界切向应力。推导出常边界单元情况下边界切向应力的差分公式。计算表明文中所述方法是可行的,并且简单实用。所研究的方法和公式也适用于高次边界单元的边界切向应力的计算。     

高层建筑结构分析的边界元法

首先简述弹性力学平面问题分域样条虚边界元法的计算原理，该法可用于高层建筑平面结构（如框支剪力墙，联肢墙，框架－剪力墙等）的静力分析，为了能对高层建筑进行整体分析，进一步采用分域样条虚边界元法导出高层建筑侧向刚度矩阵，据此即可对高层建筑进行整体的静力和动力分析，文中给出若干工程算例，说明了方法的可行性和实用性。     

无奇点边界元法分析板的稳定

根据板的稳定问题控制微分方程，利用无奇点边界元法（域外奇点法）离散比，导出稳定特征方程，从而求出临界荷载因子。经编程计算例题，效果良好。     

复合材料层合板振动的边界元法

本文用边界元法分析了复合材料特殊正交各向异性层合板的振动.为了克服在用边界元法求解正交各向异性层合板振动时寻求相应的基本解的困难,本文采用了傅立叶级数形式的近似基本解.算例说明了近似基本解方法的可行性和有效性.      

纤维增强复合材料层合板屈曲性态分析的边界元法

本文用边界元法分析了纤维增强复合材料正交各向异性层合板的屈曲性态。为了克服在用边界元法求解正交各向异性层合板屈曲时寻求相应的基本解的困维,本文采用了双重傅立叶级数和引用等效荷载的概念,建立了层合板屈曲临界荷载的特征方程。算例说明了本文方法的可行性和有效性。      

集中荷载下的边界元法

本文应用Betti互等定理,推导出弹性体边界和体内受有限个集中荷载作用时的边界元法,弥补了常规边界元法在处理集中荷载方面的不足。算例结果表明本文方法是有效的。     

具有固支边的叠层开口柱壳的解析解

基于三维弹性力学基本方程, 通过引入边界位移函数, 建立了具有固支边的叠层开口柱壳在任意荷载作用下的状态方程, 给出静力问题的解析解。此解满足所有边界条件和层间连续条件, 适合任意厚跨比。由于采用多项式函数假设边界位移, 本文具有收敛快、在边界附近应力连续等特点。      

随机边界元法在大坝可靠性分析中的应用

本文综合考虑重力坝受自重，水压力及温度场的影响，应用随机边界元法，结合一阶二次矩法，分析了一大坝的强度可靠度的稳定可靠度，所得结果与随机有限元法所得相符。     

用边界元法计算变压器辐射噪声

本文从半无限域结构体声辐射的理论公式──半无限域Ｈｅｌｍｈｏｔｈｔｚ积分方程入手，采用边界元法（简称ＢＥＭ法）离散积分方程，通过变压器壳体表面振动速度场来计算变压器向外辐射的噪声场。文中讨论了计算变压器辐射噪声场的数值计算模型，变压器体表面振动速度的测试，并将ＢＥＭ法计算结果与实测结果进行了比较，两者基本吻合，最后简要分析了造成误差的原因。     

中厚板统计分析的随机边界元法

本文建立了分析含随机材料参数并具厚度不均匀性的中厚板问题的随机边界元法。基于Ｔａｙｌｏｒ级数展开技术，分析得到广义位移的均值和一阶偏差的积分方程，其中将材料参数的随机性和厚度的不均匀性作为等效荷载处理，从而得到广义边界位移式面力的均值和协方差，并进一步求出部点广义位移和内力的均值和协方差。最后用本文方法计算了两个数例，并对所得结果进行了分析、探讨。     

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。      

边界元法在环境声学中的应用

边界元法是边界积分方程的数值解法 ,是随着计算机技术的发展而出现的。建立声学边界积分方程分两种方法 :直接法与间接法。本文介绍了边界元法在环境声学中的应用 ,如声屏障和不同情况下道路周围的声场分布、复杂气象条件对声传播的影响的问题等。由于边界元法是半解析半数值解法。在解边界积分方程时会遇到解的存在与唯一性问题。     

三边简支一边固支正交异性矩形叠层厚板的精确解

基于三维弹性力学基本方程,应用状态空间法求解三边简支一边固支正交异性矩形单层和叠层厚板静力问题。把固支边上的边界位移函数作为状态变量引入状态方程,使状态方程从非齐次的变为齐次的,得到了该问题的三维精确解。所得到的解不仅严格满足三维弹性力学基本方程,而且严格满足全部边界条件。此外,对固支边的应力提出了新的计算方法,能够得到更精确的边界应力。算例表明：该文解与有限元解吻合很好,在固支边处依然具有很高的精度;而且随着厚宽比的增大,精度并不降低。