渗流计算中的三维非结构化网格下的自由面适应网格方法

在2维正交网格系统下自由面适应网格方法的基础上,提出了3维非结构化网格下的自由面适应网格方法.该方法在迭代求解渗流自由面时,无需改动网格,而是用映射的方法去让自由面适应既定网格系统,也不需要对出逸边界进行特殊处理,其方法简单,易于程序实现;通过将数值计算结果与甘油试验及室内砂槽模拟结果相对比,表明了该方法在3维非结构化网格系统中捕捉浸润面的精度较高,拓宽了自由面适应网格方法在3维带自由面渗流问题中的应用范围.     

加密高斯点单元传导矩阵调整法在有自由面渗流 分析中的应用

加密高斯点单元传导矩阵调整法通过加密复合单元内高斯积分点的数目,不仅提高了复合单元的传导矩阵值计算精度,而且还基本上克服了无压渗流场迭代计算过程中自由面的震荡现象。根据该法编制了有限元程序MESeep,并采用该程序进行了实例分析。结果表明,加密高斯点单元传导矩阵调整法和程序MESeep可用于有自由面的渗流场分析     

基于频率改变的结构损伤诊断方法

结构单元的损伤将导致损伤单元的单元刚度矩阵以及结构的总体刚度矩阵发生变化，通过损伤前后自振频率的改变，可对损伤单元刚度矩阵的损伤系数进行反演。本文发展了一种结构损伤定位和标定的两步方法，首先通过反演初步确定结构损伤的位置，然后将损伤单元（三维梁元）的刚度矩阵分解为拉压刚度矩阵和弯曲刚度矩阵，并分别对其损伤系数进行求解，从而确定截面积、截面惯性矩等单元截面参数的损伤情况。数值实验表明，该方法可对结构的损伤进行定位和标定。     

轴对称地下结构物与土之间界面单元的有限元分析

本文从轴对称的地下结构物与土共同作用的物理模型出发,基于Goodman节理单元应力、应变线性分布的力学模型,推导出轴对称问题中界面单元的应变矩阵,单元应力矩阵,单元刚度矩阵及单元等效结点力转换矩阵。并举实例证明应用该方法计算结果与实测值较符合。     

平板式结合面动态建模与参数识别方法

用有限元法对含有平板式结合面的结构进行分析时,平板本身对结合面层的影响往往会被忽略,误差也由此产生.针对这种平板结合面刚度的传统计算方法的缺陷进行修正,综合考虑结合面层和结合面板两者的弹性,推导出平板式结合面的综合单元刚度矩阵.此刚度矩阵能应用于结合面的有限元计算及动态参数识别当中.通过算例将这种方法与传统方法进行对比验证,前者具有更高的精确度和可靠性.该方法可应用于此类结构的精确建模与分析,为解决其振动问题提供手段.     

粘弹性单元的刚度矩阵

本文分析了粘弹性材料的应力应变关系，导出了粘弹性单元的刚度矩阵，该刚度矩阵便于用直接刚度法装配结构刚度矩阵。文中还给出了改写后的动力方程，这种动力方程非常适合在设置粘弹性单元的结构中进行时程分析。     

薄壁杆件稳定分析的三维退化梁单元法

根据梁的基本假定，修改了空间20结点等参数单元的弹性矩阵，构造出了20结点三维退化梁单元．用分区积分的方法，将三维退化梁单元应用于轴向压力和横向荷载作用下薄壁杆件的屈曲分析．由于该单元放弃了薄壁杆件横截面中线的剪应变为零或剪力流为常数的假定，故计算考虑了剪力滞后现象．数值算例的结果表明，三维退化梁单元收敛快、灵活，具有较好的精度．     

弹性地基梁的单元刚度矩阵及其固端内力

引进弹性地基梁单元特征矩阵和积分常数矩阵的概念，揭示了特征矩阵和积分常数矩阵互为逆矩阵这一事实，使得求解弹性地基梁的问题变得简单明了。提出的求弹性地基梁单元刚度矩阵的方法以及求其上作用均布荷载的固端内力的方法，物理概念明确，编程简单，可用于有限元的结构分析程序中。     

含裂纹结构模态分析的小波有限元法

针对常规有限元在描述裂纹尖端附近应力场方面的不足,提出了基于四边形奇异等参元的小波有限元新方法,该方法将小波有限元和断裂力学理论相结合,建立了含裂纹结构的小波有限元模型,推导了小波单元和裂纹单元的单元刚度矩阵,求解了该结构的前四阶固有频率及振型.将计算结果与ANSYS分析结果比较可知:采用小波单元的求解结果优于900个plane183单元,与1600个plane183单元求解结果吻合,相对误差不超过2%.这表明该方法可用较少单元获得较高计算精度,适宜工程奇异性问题的求解,具有一定的工程应用价值.     

基于频率改变的结构损伤诊断方法

结构单元的损伤将导致损伤单元的单元刚度矩阵以及结构的总体刚度矩阵发生变化,通过损伤前后自振频率的改变,可对损伤单元刚度矩阵的损伤系数进行反演。本文发展了一种结构损伤定位和标定的两步方法,首先通过反演初步确定结构损伤的位置,然后将损伤单元(三维梁元)的刚度矩阵分解为拉压刚度矩阵和弯曲刚度矩阵,并分别对其损伤系数进行求解,从而确定截面积、截面惯性矩等单元截面参数的损伤情况。数值实验表明,该方法可对结构的损伤进行定位和标定。