箱拱桥梁结构动力分析的QR法

利用QR法建立了箱拱桥梁结构的动力模型,利用样条加权残数法建立了求解动力模型的无条件稳定算法,给出了箱拱段单元/箱拱子域的刚度矩阵、质量矩阵及阻尼矩阵.算例表明,此法不仅计算简便,而且精度高,是一种经济有效的新方法.     

弹性地基上梁和框架的内力分析

一、前言弹性地基上的梁式基础及闭合框架是工程中广泛采用的结构形式,这类结构的计算方法有差分法,矩阵位移法,链杆法等。其中矩阵位移法可分别由计算梁的刚度矩阵和地基的刚度矩阵出发,然后合成总刚度矩阵求解。也可从考虑地基抗力的观点,用弹性理论求解微分方程的方法,导出刚度矩阵进行计算,本文根据地基与基础共同作用的力学模型,用有限单     

基于索单元的覆冰输电导线动力特性研究

采用三节点索单元研究了输电导线的动力特性问题。基于三节点索单元建立了坐标系,进一步建立了输电导线的弹性刚度矩阵、初位移刚度矩阵和初应力刚度并形成了导线的非线性总刚度矩阵。在此基础上建立了一致质量矩阵并建立了基于三节点索单元的输电导线动力特性计算方法。以某实际小垂度输电导线为工程背景,系统研究了覆冰作用下其动力特性的特点和规律。结果表明:覆冰厚度和导线跨度的增加均将导致导线质量的增加,从而显著影响输电导线的自振频率,但覆冰厚度和导线跨度的增加并不会改变导线的振型形状。     

平面连杆机构KED分析的新模型—等厚锥形梁元

本文提出了平面连杆机构运动弹性动力学(KED)分析的新模型——等厚锥形梁元。利用拉格朗日方程,推导了单元的质量矩阵和刚度矩阵,建立了系统的运动微分方程,用wilson-θ法求解其系统的动力响应,并与前人的结果作了比较,验证了模型的合理性和应用价值。     

层状地基矩形板结构系统动力响应的一种数值解法

为解决矩形板在动荷载作用下的动力反应,以矩形板和层状地基组成的系统为研究对象,建立有限元与无限元耦合模型,根据哈密尔顿原理推出系统的动力方程.用静力凝聚法及接触面的节点位移和板中面节点位移的几何关系,将地基反力用板中面节点位移和地基等效刚度来表示,从而把地基反力从系统中解耦出来,采用Wilson法导出系统的等效刚度矩阵和等效荷载列向量,求解出系统在弹性阶段的动力响应.结果表明:应用空间有限元与无限元模型很好的解决了人工边界的不足,使计算与实际更接近;解决了板与地基的耦合和无限元的质量矩阵的确定的难题,为无限元的应用提供有效的方法.     

基于基面力概念的新型势能原理有限元方法

针对势能原理有限元方法中单元刚度矩阵的显示表达问题,从基面力的概念出发,利用单元刚度矩阵显示表达式,建立了基于基面力概念的势能原理有限元法的数学模型,编制出MATLAB语言的有限元程充序,将该方法应用于解决一些典型的弹性理论问题,进行了各种形状单元的对比计算和分析,数值解与理论解相吻合,从而验证了该方法的可行性．     

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。     

斜拉人行桥拉索承载力非线性有限元分析

采用多节点索单元研究了斜拉人行桥拉索承载力问题。首先基于多节点索单元建立了坐标系及非线性应变表达式,形成了索单元的应力应变关系。进一步建立了索单元的弹性刚度矩阵、初位移刚度矩阵和初应力刚度矩阵的表达式,建立了斜拉索承载力的非线性迭代方法,利用Newton-Raphson迭代实现计算求解。以某大跨度斜拉人行桥为工程背景,系统研究了其斜拉索的承载力问题。结果表明,弹性模量和自重荷载强度对斜拉索的承载力性能均有一定程度的影响。弹性模量的增加将导致拉索的刚度增加和跨中的竖向位移减小,而自重荷载的增加则导致跨中位移的增加。对比分析结果可知,对拉索承载力影响较大的参数是自重荷载的强度,相对而言弹性模量的影响较小。     

工字形截面楔形单元弹性稳定单元刚度矩阵的推导与探讨

推导了工字形截面薄壁楔形构件的稳定计算中的单元刚度矩阵，通过分析对比得出在楔形构件的稳定计算中，如果是弯扭失稳，则必须采用楔形单元矩阵。本文推导出的楔形杆件在任意荷载下的弹性稳定单元刚度矩阵，可用其直接形成总刚度矩阵，解算楔形杆的稳定问题。     

基于神经网络的圆柱壳单元刚度矩阵计算

压力钢管外压稳定问题可以采用实时求解方法,实时求解的关键在于单元刚度矩阵的计算.通过分析柱壳单元刚度矩阵的组成,提出了用BP网络来实现单元刚度矩阵的实时计算方法,并采用模拟退火算法避免BP网络陷入局部极小点.用传统的有限元法和BP网络对同一算例进行求解,结果表明BP网络计算精度满足工程要求.     

有限元-无限元法在重力坝应力分析中的应用

为考虑坝体-地基共同作用,建立了有限元-无限元耦合分析模型.首先介绍了二维问题中常用的单向无限单元的坐标变换式和位移函数,然后运用ABAQUS程序对一具有精确解的平面问题分别进行了有限元、有限元-无限元耦合分析,验证了引入无限元模拟无限域或半无限域问题的正确性和精确性.然后对KOYNA重力坝进行了静力计算分析,对有限元、有限元-无限元计算结果进行了比较.结果表明,基于ABAQUS的有限元-无限元法计算量小、精度高,为求解类似的无限域或半无限域问题提供了简洁、合理、精确的计算方法.     

求半无限域流场中物体附连水质量的一种简便解法

文献[1]提出求解流场中物体附连水质量的边界元算法，对于无限域流场，只需对物体表面进行边界单元离散．在此基础上，通过映象法和迭加原理修改Laplace方程的基本解，将该方法推广到半无限域流场的情况，适用范围更广．最后给出几个典型箅例，通过结果对比表明方法的有效性．     

半平面问题无限边界单元的构造及应用

对对半平面问题，在进行数值计算时，如果不考虑无限远处对近场的影响，则计算精度会受到一定的影响。本文在前人工作的基础上构造无限边界单元，可以在不增加大量单元的基础上考虑无限远处的影响，这样能更好地模拟实际问题，为数值计算带来方便和有效的数值结果。     

A numerical method for multiple cracks in an infinite elastic plate

This article examines the interaction of multiple cracks in an infinite plate by using a numerical method. The numerical method consists of the non-singular displacement discontinuity element presented by Crouch and Startled and the crack tip displacement discontinuity elements proposed by the author. In the numerical method implementation, the left or the right crack tip element is placed locally at the corresponding left or right crack tip on top of the constant displacement discontinuity elements that cover the entire crack surface and the other boundaries. The numerical method is called a hybrid displacement discontinuity method. The following test examples of crack problems in an infinite plate under tension are included： “ center-inclined cracked plate”, “interaction of two collinear cracks with equal length”, “interaction of three collinear cracks with equal length”, “interaction of two parallel cracks with equal length”, and “interaction of one horizontal crack and one inclined crack”. The present numerical results show that the numerical method is simple yet very accurate for analyzing the interaction of multiple cracks in an infinite plate.     

非贯通节理岩体的有效场和损伤本构关系

用有效场方法 ,统计地考虑了非贯通节理裂隙之间的相互作用 ,导出了较适合于工程计算的非贯通节理岩体的损伤本构关系 .     

宁波姚江藻类生长规律的探讨

随着水体富营养化的不断扩大,其恶果也越来越显严重了,为了更好的保护宁波"母亲河",需要针对宁波姚江的水质建立模型。因为防止水体富营养化的唯一办法是维持水体氮、磷等主要营养元素收支平衡,所以治理富营养化的根本办法是从水体中移走过量的氮、磷等主要营养元素。建立了一个可以较准确的模型解释姚江藻类生长规律,但很多因素不同,导致刘载文等的模型缺乏针对性,无法很好解决姚江水体问题。因此针对姚江作了一些纠正和修改,提取一些措施。     

三点弯曲-剪切试样的应力强度因子

利用一种边界元法研究具有偏移边裂纹的三点弯曲-剪切试样.该边界元方法由Crouch与Starfield提出的常位移不连续单元和笔者最近提出的裂尖位移不连续单元构成.在该边界元方法实施过程中,左、右裂尖位移不连续单元分别置于裂纹的左、右裂尖处,而常位移不连续单元则分布于除了裂尖位移不连续单元占据的位置之外的整个裂纹面及其他边界.算例说明这种边界元法不论对无限大还是对有限大平面弹性复杂裂纹问题的应力强度因子的计算都是非常有效的.对具有偏移边裂纹的三点弯曲-剪切试样的应力强度因子进行了详细的研究,给出了数值结果.     

Analytical and numerical modeling for the effects of thermal insulation in underground tunnels

The heat How generated from the infinite rock mass surrounding the underground tunnels is a major cause for the increasing cooling demands in deep mine tunnels.Insulation layers with lower thermal conductivities on tunnel walls and roof ceilings are believed to supply a thermo-barrier for heat abatement.However,it is found that no systematic theoretical investigations were made to predict and confirm the effectiveness of underground thermal insulation.Specifically,investigations on the underground insulation problems involving heat flows through the semi-infinite hot rock mass and insulation layer were not sufficient.Thus,in this paper,the thermal characteristics,accompanied with heat flow through the semi-infinite rock mass and the insulation layer,were modeled by both analytical and numerical methods with focus on underground mine tunnels.The close agreements between models have indicated that the thermal insulation applied on tunnel surfaces is able to provide promising heat abatement effects.     

无穷边界单元及其在地基模拟中的应用

本文根据边界元理论,提出了两种型式的无穷边界单元,并将其应用到地基模拟问题中,给出了无穷边界单元的合理位置。实例计算表明了无穷边界单元具有节省单元和精度高的优点。     

土石坝防渗墙位置和深度对渗流量的影响

建在无限深透水地基上的土石坝坝基垂直防渗体位置和深度对渗流量的影响按现有的计算理论无法确定,本文根据边界元的特点和计算理论,建立适用于解决该问题的计算模型,编制相应的计算程序,并计算分析了防渗墙位置和深度对渗流量的影响,为今后的工程设计提供参考依据.