结构设计优化技术在房屋结构设计中的应用

结构设计优化方法和技术的应用具体体现在房屋工程结构总体的优化设计和房屋工程分部结构的优化设计两方面。本文从结构设计优化技术的特点开始，分析了结构设计优化技术在房屋结构设计中应用的优势和应用要点，有一定参考价值。     

有限元分析技术在贮箱结构优化设计中的应用

把有限元分析的技术应用到贮箱的设计中,建立了贮箱有限元模型,并对现有的一个贮箱为例进行结构优化.其中进行了材料非线性分析,得出贮箱各个压力下的应力和变形量,为加工和装配提供可靠的数据,从而使其质量得到减轻,以提高发射有效载荷.     

有限元技术在产品设计优化中的应用

以某一窗式空调的管路模型为对象,借助有限元分析软件的结构动力分析功能,分析该空调管路的振动特性,确定其固有动力特性,包括频率及其相对振型,即进行模态分析,提出相应的改进方案,尽量避开了压缩机的运转频率,为管路系统在减振方面的设计提供了理论依据。     

有限元模型动力修正中的不同优化方法之比较

本文将介绍在试验和分析相结合方法中，即用迭代的算法使数值分析计算结果逐渐地逼近实验结果以修正数值模型的方法中所用到的主要估算或优化算法，重点放在它们的哲学思想上，不同的哲学可能导致一处确定必珠优化算法，也可能导致一种统计估算方法，或者是二者的混合算法，各种算法的推导，应用，局限性，以及它们之间的内在关系都在本文中作了论述。     

光顺化有限元技术在电磁场数据处理中的应用

介绍一种新的数值方法,并用于平面电磁场离散测量数据的再现与微分。该方法结合最佳逼近、有限元分片插值与光顺技巧,对测量向量各独立分量进行处理,改善了原散点构成的解空间的光滑性,提高了解尤其是导数场的精度,在测量区域内再现了光顺向量函数及连续的导数。因对测点分布及边界条件无特殊要求,此方法可用于平面电磁场的研究。实验与应用表明该方法可有效地抑制输入误差的影响,具有较高的计算精度与数值稳定性。     

DDE技术在参数化CAD中的应用

本文从分析现有微机参数化机械设计CAD系统入手,指出了该类系统在进行的所谓参数化设计中所存在的问题和不足;同时推出了一项新的参数化CAD系统的设计技术——基于Windows应用间动态数据交换DDE技术的参数化机械设计CAD系统开发软件技术。文中阐述了基于DDE技术的参数化CAD系统开发的一般方法和应用环境。     

DDE技术在参数化CAD中的应用

本文从分析现有微机参数化机械设计ＣＡＤ系统入手，指出了该类系统在进行的所谓参数化设计中所存在的问题和不足；同时推出了一项的参数化ＣＡＤ系统的设计技术－基于Ｗｉｎｄｏｗｓ应用间动态数据交换ＤＤＥ技术的参数化机械设计ＣＡＤ系统开发软件技术，文中阐述了基于ＤＤＥ技术的参数化ＣＡＤ系统开发的一般方法和应用环境。     

有限元仿真技术在板材成形中的应用

有限元仿真技术具有很强的经济性和柔性,已广泛应用于汽车钢铁工业领域。文中论述了板材成形有限元仿真分析的关键技术及其研究进展,并采用动力显式有限元软件LS-DYNA对轻型车侧围后外板零件冲压成形过程进行了仿真计算,分析了变形过程的金属流动规律。     

结构设计优化在建筑设计中的应用

文章描述的是先用结构设计优化理论方法对建筑结构进行优化设计,得到优化设计后的模型和计算方法,在建筑房屋设计中强调其结构设计特点。将结构设计的理论与实际相结合,节约了建筑成本。在建筑实践中具有很好的操作性,为我们结构设计优化理论应用于建筑行业奠定了基础,具有深远的理论价值和实践意义。     

拓扑优化方法及其在微型柔性结构设计中的应用

介绍了连续体结构拓扑优化设计中常用的均匀化方法和渐进结构优化法的原理，对拓扑优化中出现的数值不稳定现象——棋盘格式、网格依赖性和局部极值——进行了分析，通过典型实例和笔者最近的研究工作说明了拓扑优化在微型柔性机构设计中的应用，最后对拓扑优化技术的发展进行了展望。     

结构区间有限元方程组的一种解法

针对结构静力区间有限元方程组的求解提出了一种简易解法。该法将含区间变量的整体刚度矩阵在区间变量的中值处进行一阶泰勒式展开。在对刚度矩阵展开式进行近似处理之后,将刚度矩阵的逆矩阵用一系列的Neumann展开级数来表示。为减小区间运算的扩张,利用区间乘法运算的次分配律和相关运算规则,导出不确定结构响应量上界、下界的计算式。几个算例结果分析表明:该方法具有较好的精度,是可行和有效的,且易于编程实施。     

结构静力分析的区间摄动有限元法

基于新的区间参数系统响应界值的评估方法,推导了基于Taylor展开的区间摄动有限元法和区间参数摄动有限元法的高阶求解方法。并提出了一种新的区间摄动有限元法,该方法将刚度矩阵的逆矩阵用一系列Neumann展开级数来表示,最终得到结构响应摄动量的上下界限,是对结构响应鲁棒性的一种直接评估,因此称之为区间鲁棒摄动有限元法。比较了三种区间摄动有限元法的计算精度和计算效率。算例结果表明：区间鲁棒摄动有限元法具有较好的精度,能够适用于大型航空航天结构的不确定分析和优化。     

平面高阶非协调动态有限元法

本文通过引入非协调动态位移模式，从能量泛函出发，在文［５］的基础上进一步导出了平面高阶非协调动态有限元列式，建立了一个新的平面高阶８—节点非协调动态有限单元（ＮＤＦ８）。进行了典型的数值算例验证，并与已有的结果比较，证明本文理论正确，计算精度高，方法简单、易行、有效。     

基于半解析有限元的水泥路面荷载响应分析

基于半解析有限元原理和MATLAB软件,开发了水泥路面荷载响应分析程序CP-SAFEM（cementpavement semi-analytical finite element method）。将CP-SAFEM应用到具体工况中,与现行规范和ABAQUS进行了荷载应力的对比验证。结果表明：对于单层板路面,CP-SAFEM与规范公式计算结果误差不超过1%;对于双层板路面,CP-SAFEM与规范公式计算结果误差约为6%; CP-SAFEM与ABAQUS各项力学响应计算结果最大误差不超过5%;当横断面采用相同的网格划分时,CP-SAFEM的计算时间为ABAQUS的1/6;以弯拉应力作为力学指标确定了水泥路面的临界荷位。各项研究表明CP-SAFEM具有良好的计算精度和运算效率。     

大挠度索结构的非线性有限元分析

本文基于有限元理论,将大挠度索离散为一系列小挠度索单元,推导出索结构的刚 度矩阵的显式。应用本文介绍的方法,可以计算任意挠度、作用有任意荷载的索结构。经过 算例对比,表明本文方法对于求解索结构是一种很好的方法。     

AN EIGEN-FORCE METHOD FOR FINITE ELEMENT ANALYSIS AND REANALYSIS

This paper presents a force-based finite element method that involves eigen-space transformation of element stiffness matrices in the first analysis. In each subsequent analysis (‘reanalysis’) associated with structural variations, the solution obtained previously is modified making use of intrinsic properties of eigen solutions and avoiding the time-consuming task of solving a large system of equations. The structural variations may involve changes in material properties, birth or death of elements, or change in boundary conditions. Numerical examples are presented to compare the accuracy and computational efficiency of the proposed method with the displacement-based finite element method. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

有限单元系统的结构组合优化设计

本文提出了由有限元系统组成的结构组合优化设计的多阶段决策算子方法;以含梁单元的平面刚架结构与弹性薄板结构组合优化设计为例说明了方法的应用。由于这个方法具有通用性好、公式推导和程序简单,节省计算机存储等优点,它可在工程设计领域中广泛应用。     

高层结构计算的有限元-有限条杂交法

本文提出用插值法改进传统有限条法的横向局部位移。这种改进过的方法用于高层结构计算中,很好地解决了传统方法遇到的剪力失真问题。该方法较传统有限条法计算精度高,结果可靠,未知量却增加很少。     

虚拟裂缝模型的接触有限元法实现

沿裂缝可能开展路径设置接触点对,将求解接触问题的有限元混合自由度法进行扩展,以实现混凝土断裂力学虚拟裂缝模型的数值模拟。把作用在结构上的力系分解为外力和接触缝面上的接触力,以结构的位移为基本未知量,而以缝面局部坐标系下的结点接触力为迭代变量,将非线性接触迭代收缩在可能接触缝面上进行,提高了计算效率。计算过程中缝面接触力和开口位移可以显式地求出,故可方便地引入各种类型的混凝土软化本构关系,实现混凝土断裂力学虚拟裂缝模型的数值模拟。首先给出了有限元混合自由度法求解接触问题的基本思路,然后引入混凝土软化本构关系,最后以数值算例说明了该文方法的正确性和有效性。     

板结构-声场耦合分析的有限元-径向插值/有限元法

为提高板结构-声场耦合分析的计算精度,将有限元-径向点插值法(Finite Element-Radial Point Interpolation,FE-RPIM)推广到板结构-声场耦合问题的结构域分析中,推导了FE-RPIM/FEM法分析板结构-声场耦合问题的计算公式。板结构-声场耦合分析的FE-RPIM/FEM法在流体域中采用标准的有限元插值函数;在结构域中采用有限元-径向点插值法,其形函数由等参单元形函数和径向点插值函数相结合构成,继承了有限元法的单元兼容性和径向点插值法的Kronecker性质,提高了插值精度。以六面体声场-结构耦合模型为研究对象进行分析,结果表明,与板结构-声场耦合问题分析的有限元/有限元法(Finite element method/Finite element method, FEM/FEM)和光滑有限元/有限元法(Smoothed Finite Element Method/Finite Element Method, SFEM/FEM)相比,FE-RPIM/FEM在分析板结构-声场耦合问题时具有更高的精度。