用于壳体自由振动分析的广义协调元

本文采用基于解析试函数的广义协调四边形膜单元和中厚板单元构造了平板型4节点壳体单元,并将其用于壳体振动分析。该壳体单元具有列式简单,易于编程的优点,通过数值算例表明,该单元计算精度高,非常适合工程计算     

壳体的有限元线法分析(Ⅰ)——基本理论

本文从退化壳理论^[6]出发构造了任意曲面壳体的四边形有限元线法^[1][2]单元.该单元满足C⁰连续,为协调单元.对于所构造的单元,本文从最小势能原理出发推导出用该单元作壳体静力计算的控制微分方程和边界条件,得到一致的线法方程体系.全文共分两篇,此为上篇,主要介绍基本理论,数值算例将在下篇中给出.     

壳体的有限元线法（Ⅱ）——数值算例

本文介绍了用前文所构造的任意曲面壳体的四边形有限元^[1]单元所作的几个数值算例。算例表明该单元具有精度高，网格适应性好，厚薄通用的特点，采用p收敛技术可顺利克服闭锁，同时获得高精度的位移和内力，是求解壳体结构的一种有竞争力的半解析方法。     

热载荷下轴对称回转复合材料层合壳体的边界效应

本文采用有限单元法研究轴对称回转复合材料层合壳体在热荷载作用下壳体内的温度场和热应力场的分布, 并以算例讨论了温度场的分布、铺层次序、壳厚对层合壳体热应力(包括层间应力)的影响。      

具有旋转自由度Ψ的平板型矩形厚壳单元

本文在文献[1,2]基础上,构造了广义协调厚壳单元GZR24M,用于壳体结构静、动力分析。算例表明：壳单元GZR24M厚薄通用,收敛速度快,可以求出较高精度的高阶频率,而且能避免单元共面或接近共面出现的奇异性问题,适合于工程应用。     

壳体的有限元线法分析（I）——基本理论

本文从退化壳理论^[6]出发构造了任意曲面壳体的四边形有限元线法^[1][2]单元。该单元满足C^0连续，为协调单元。对于所构造的单元，本文从最小势能原理出发推导出用该单元作壳体静力计算的控制微分方程的边界条件，得到一致的线法方程体系。全文共分两篇，此为上篇，主要介绍基本理论，数值算例将在下篇中给出。     

用简单高效的矩形广义协调元分析薄板的振动

本文介绍一种在薄板振动分析中很简单,而且很实用的广义协调矩形元,将其应用于薄板固有振动分析中,求解前几阶的固有频率。文中算例表明,该单元简易,程序通用,且精度高。同时,它还可以与平面应力单元组合,构成平板型壳单元,用以分析某些壳体(如柱壳、折板等)的振动,同样简单实用。     

旋转周期复合材料层合结构的有限元屈曲分析

针对空间结构中常见的复合材料层合壳体结构发展了一种多层相对自由度层合壳元。这种实体型壳元既可以用较粗的网格很好地模拟层合壳, 又易与三维实体单元相连接, 使变厚度、带有补强的复合材料层合壳体等复杂结构得以正确建模。同时运用旋转周期有限元技术对大规模的空间复合材料层合结构成功实施了屈曲分析。数值算例验证了本文计算策略的有效性。      

弹性地基板的超参壳体单元分析

本文采用八结点超参数壳体单元对薄板和中厚板进行变形和内力分析，编制了相应的计算程序，并给出详尽算例，讨论了板的厚度、支座条件、边长比例、泊桑比、基床系数及弹簧简化方式等因素的影响。数值分析的结论对实际工程计算有一定的指导意义。     

实体退化板单元及其在板的振动分析中的应用

经典板壳单元是由板壳理论构造出来的,而经典的板壳理论是在空间弹性理论的基础上考虑板壳的基本假定得来的。在空间等参数单元的基础上,直接引入板壳的基本假定,修改空间等参数单元的弹性矩阵,从而构造出适合于厚薄板壳分析的20结点实体退化板单元,并将其应用于开口圆柱薄壳的静力分析和厚薄板的固有振动分析。数值算例表明,该单元收敛快,稳定性好,具有较高的精度。此外,该单元还可以用于曲边变厚度板、壳体及层合板的振动分析。     

一种简化的壳体应变分量及其合理性

本文从另一个途径得到了简化的壳体应变分量,并将其与未简化的壳体应变分量进行了壳体应变能的对比,从而说明其合理性。文中附有算例。     

层合壳体结构分析的分片Ritz法

为了对层合壳体结构进行准确和有效的分析,给出了适用于层合壳体结构分析的分片方法并采用Ritz法进行问题的求解。该方法首先将壳体结构进行分片处理,利用参数曲面来描述分片的壳体结构并将分片进行拚接。在此基础上,构造分片上的具有参数曲面特征的Ritz法的试解函数,并写出相应的泛函和控制方程。最后给出了数值算例,算例表明该方法准确可靠。     

基于三维有限元法的层合圆柱壳应力分析

针对空间结构中常见的蜂窝夹芯壳体提出了一种32节点相对自由度三层壳元,以及一种精确计算层间应力的后处理方案。这种32节点壳元可以更好地反映结构固有的特性,易与三维实体单元相连接,使变厚度、带有补强的蜂窝夹芯复合材料壳体等复杂结构问题得以正确建模。本文作者的后处理方案克服了位移有限元层间应力不连续的缺点,保证了应力精确满足边界条件。综合运用以上方法的典型算例表明:计算精度是令人满意的。     

基于LabVIEW的助力器下壳体测试台设计

汽车助力器下壳体包括了助力器的全部功能部件, 在测试过程中, 首先, 将模拟助力器上壳体零件和助力器下壳体压装在一起, 然后, 开始测试助力器的多项性能数据, 最后, 分离模拟助力器上壳体零件和助力器下壳体, 将合格的助力器下壳体送达下一工序。助力器下壳体测试台主要用于测试助力器的性能指标, 测试过程快速, 可靠, 保证了助力器的出厂质量。测试台由气动单元, 真空单元, 加力单元和控制单元组成, 融合了液压与气动, 传感器与检测等多项技术。     

磁场中圆柱壳体的轴对称振动

导出了磁场中圆柱薄壳体的磁弹性轴对称振动方程及电磁力和力矩的具体表达式,并分别推得了壳体位子纵向和横向磁场中振动的特征方程。通过算例给出了振动频率和衰减系数随场强的变化曲线,表明适当磁场的通入,可达到控制壳体振动特性的目的。     

弹性杆与水下壳体接触冲击的冲击力计算研究

对弹性杆与水下壳体接触冲击问题进行了研究，用有限元法模拟壳体，边界无法模拟无限域流体，通过温面上的耦合条件进行联立求解，文中给出了典型算例，并进行了有关讨论。     

四边形单元面积坐标插值的新方法

该文利用三角形面积坐标插值和B网方法建立了平面四边形样条单元函数,这类单元函数的特点是满足协调条件,4/8/12节点四边形单元函数分别具有1/2/3次完备阶。其中后两个单元函数的完备阶数高于同类等参元和面积坐标广义协调元,并且应力在单元内部连续。该文通过算例测试了这些单元,数值结果显示它们具有高精度并克服了网格畸变的敏感性。     

水中有限长纵向加肋圆柱壳体振动与声辐射影响因素研究

本文以水中有限长纵向加肋圆柱壳体为研究对象,推导了水中有限长纵向加肋圆柱壳体的声固耦合振动方程,其中纵向肋骨的作用表现为在基本圆柱壳体声固耦合振动方程中增加相应的附加阻抗,因此壳体的振动和声辐射由壳体机械阻抗、辐射阻抗和纵向肋骨附加阻抗决定。通过数值仿真算例对外力激励下有限长纵向加肋圆柱壳体振动与声辐射影响因素进行了研究。结果表明纵向加肋对水中圆柱壳体的辐射声功率影响不大,但壳体表面平均振动速度明显降低,而材料损耗因子对几乎所有频段内水中圆柱壳体的辐射声功率和表面平均振动速度都有明显抑制作用。     

三维离散元与壳体有限元耦合的时空多尺度方法

壳体结构的局部失效及其对整体结构稳定性影响涉及到跨宏细观多尺度力学问题。该文推导出元/网格动量传递的多尺度算法,建立了三维离散元与壳体有限元耦合的时空多尺度数值计算方法。通过激光辐照下充内压圆柱壳局部失效算例的数值模拟,验证该多尺度方法能够完善地并行实现时间多尺度与空间多尺度计算,不仅能够准确模拟壳体结构局部细观非均匀演化及其对整体结构的影响,而且计算时间很少,有效地发挥了时空多尺度模拟高效率优势。     

圆柱形战斗部破片速度及等效装药特性研究

针对反舰武器战斗部对舰船结构毁伤效应的爆炸破片与冲击波两者具有的相关性,对战斗部壳体在爆轰产物内压作用下的膨胀过程进行分析,并结合壳体形成破片的应力准则推导出与壳体材料强度及装药特性参数相关的破片速度计算公式;通过对壳体内装药径向膨胀过程的动量分析获得与装药尺寸有关的等效裸装药计算表达式;结合圆柱形战斗部爆炸实验给出计算算例。