有限元与组合条元在空间轴对称问题中的联合应用研究

组合条元法在平面应力,平面应变及弹性薄板问题中已有成功的应用,在此基础上,对有限元与组合条件应用于空间轴对称问题进行了研究,首先探索了组合条件的修政函数,推导了组合条元在空间轴对轴问题中的相关公式,然后提出了改进的波前法,大大提高了计算效率,最后通过例验证了本文分析方法的正确性和有效性。     

一般弹性平面问题的边界元分析

本文应用BEM法对包含有体积力和温度函数项的弹性平面问题，分别从位移法和应力函数法进行了讨论，并给出了对位势边值问题和弹性薄板问题的应用。在假定非齐次项是m次调和的情况下，对城内积分，给出了将其化为边界积分，以及求位移和应力特色的方法。此外，在局部直角坐系下还给出了边界积分的解析算式。     

均布载荷作用下正交各向异性固支梁的解析解

针对均布载荷作用下正交各向异性梁在两端固支条件下的平面应力问题，求解了应力和位移的解析解.在求解过程中,构造了一个含待定系数的应力函数,通过Airy应力函数解法,给出了应力和位移的表达式.对固支端边界条件采用两种处理办法,利用应力和位移边界条件,确定应力函数中的待定系数,得到了应力和位移的解析解结果.结果表明,该解析与由Nastran程序计算的有限元数值结果相比,解析解落在有限元数值的附近,两者较为吻合.该解析解对于跨高比较大的梁有较高的精度,并可退化到各向同性梁的结果.     

半平面体弹性问题的边界积分公式及应用

从格林函数和双调和函数的基本解出发，将双调和方程的边值问题转化为一个只与边界面力有关的边界积分方程，进而求得具体面力条件下半平面弹性问题的解析解．并用以研究底板岩层中的应力分布，得到了底板应力增量分布的解析计算公式，该公式直观、简洁，便于进行数值计算．     

矩形边界平面问题在边界条件作用下应力解

边界条件作用下平面问题应力解为双调和方程解,由通解和特解组成.应力函数通解为含有8个待定系数的双向单三角级数,与矩形边界8个边界条件相对应;级数曲线波形符合相应方向边界法向面力或法向位移固有分布特点.应力函数特解有边界法向面力、边界法向位移和边界常量剪应力3种;将任意分布的边界法向面力和边界法向位移进行格式化处理,由给定构造规则确定前2个特解.在特定边界条件下常量剪应力特解可不予考虑.随法向边界条件的变化有16种应力函数表达式,以处理256种矩形边界平面问题,推导了常见边界的特解表达式,分析了求解过程中的几个问题,并附有算例.     

状态空间法分析矩形厚薄板的弯曲

基于三维弹性力学控制方程，导出矩形厚薄板的状态方程。应用三角函数来构造矩形板的两类场变量函数，即位移与应力场函数，由状态方程解出板的全部位移与应力分量，其中包括三个位移分量和六个应力分量。通过算例表明，状态空间法能获得厚薄板的统一解答，由于板作为空间问题来求解润而不会遇到象有限元求解厚薄板过渡问题时所产生的“自锁”现象。     

纯剪切矩形薄板屈曲理论分析及有限元计算

分别采用能量法和有限元法两种分析方法,利用数学分析软件Matlab和有限元分析软件ANSYS,对简支矩形薄板受纯剪切的弹性失稳问题进行了详尽的分析求解。通过增加挠度函数的三角级数项,提高计算精度,增补和修正了参考文献中的临界应力K值。通过大量有限元计算和分析,拟合给出了K值表达式,并论述了将薄板在小挠度理论限定挠度值下的剪应力,作为临界剪应力的合理性。两种分析方法结果表明,有限元分析给出的K值拟合函数,在工程应用中具有更为普遍的实用意义和安全性。     

体积力不是常数时的应力函数法

本文研究了体积力按照式（１．１０）的规律的变化时弹性理论平面问题的应力函数解法；得到了应力函数的表达公式。对于平面轴对称问题，体积力按照任何规律变化时，均可求得应力函数的表达公式。     

橡胶有限元分析之研究

本文研究了橡胶材料有限元应力分析的两种途径；罚有限单元法及混合插值有限单元法。分别将罚函数及静水压力引入材料应变能密度函数，对橡胶类不可压缩超弹性材料进行了有限元分析；数值结果和解析解符合得较好，表明了算法的有效性。     

体积力不是常数时的应力函数法

本文研究了体积力按照式（１．１０）的规律的变化时弹性理论平面问题的应力函数解法：得到了应力函数的表达公式。对于平面轴对称问题，体积力按照任何规律变化时，均可求得应力函数的表达公式。     

轧机轴承偏载下的有限元分析研究

实际工作中的轧钢机械工作辊既承受径向力，同时又受轴向力的作用，因此，轧机工作辊用轴承在不同偏载程度下，轴承套圈与滚子将有不同的接触应力表现。章运用ANSYS有限元分析软件，建立了ANSYS有限元分析模型，分析了实际工作中的轴承套圈与滚子的接触状态。通过对均布载荷和三种不同偏载情况下的有限元模型的计算分析，得到了偏载下滚子沿轴向方向的接触应力分布的偏载效应规律，以及当倾斜程度不同时，接触应力变化与载荷变化之间呈非线性规律；在进行轧机轴承设计、制造及使用时，必须考虑偏载的影响。中还指出，关于较大偏载状况的滚子接触应力分布规律的研究，对滚子母线进行合理修形具有参考价值。     

砂轮片正常与非正常工作条件下的有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS对砂轮片进行了有限元建模,并对砂轮片进行了正常与非正常工作2种条件下的有限元应力分析,结果表明:侧面力的影响远远大于切削力的影响,是引起砂轮片失效的重要因素之一.分析结果为砂轮片失效机理的进一步研究以及砂轮片结构的优化设计提供了参考.     

钢筋混凝土筒仓仓壁强度有限元分析

采用有限元法对钢筋混凝土筒仓仓壁受力进行了静力有限元计算,得到了仓壁的详细应力分布情况,以及钢筋和混凝土共同受力时各自承担的环向拉力.基于计算结果对仓壁受力进行了分析,结果表明:我国的《混凝土筒仓设计规范》能够满足仓壁的静力强度要求.     

桥面铺装结构的受力特性分析

对于装配式预应力混凝土空心板桥,由于桥面铺装层是在刚性预制板上浇筑的混凝土,其受力情况比较复杂.本文采用三维有限元方法.对铺装层在空心板企口缝处的剪应力状况进行了计算分析,并对空心板和铺装层之间的粘结性能进行了探讨.     

斜压状态下托轮滚圈多体接触的力学特征

根据滚圈处筒体的变形及力平衡条件,建立了计算滚圈与筒体间接触压力分布的数学模型。研究了斜压状态下托轮滚圈多体接触模型的特点,开发了斜压接触下托轮滚圈有限元建模程序,该程序适用于任何载荷、载荷比、偏斜角下托轮滚圈的接触有限元分析。应用均匀设计法,设计了托轮与滚圈多体接触的有限元计算方案,通过计算,得出了托轮与滚圈的应力及变形情况。通过对滚圈的变形椭圆度和内、外表面的最大等效应力进行多元线性回归,得到了滚圈的变形椭圆度和内、外表面的最大等效应力随支承载荷、载荷比、托轮偏斜角的变化公式。     

高效柴油机缸盖机械应力分析

目的研究缸盖结构改变对其应力大小及分布的影响．方法运用Ｉ－ＤＥＡＳＭａｓｔｅｒｓｅｒｉｅｓ４．０软件的建模及分析功能,根据各种不同单元模拟缸盖的实际情况,采用温度法描述螺栓预紧力,较为准确地反映其随爆发压力变化的情况。结果得出了缸盖在不同工况下的应力分布规律,在此基础上对三种设计方案的分析结果进行了对比,得出了优选结构。结论缸盖顶板与立壁之间的过渡状况、顶板与中板的形状等因素均影响缸盖的应力分布。     

磁力偶合式高压釜的实验—有限元混合法应力分析

使用实验与有限元计算相结合的新应力分析方法,对磁力偶合式高压釜进行研究,利用实验应力分析中的电测法确定连续条件,并建立合理的有限元计算模型,计算值与实验结果吻合较好。实践证明,用实验-有限元混合法进行应力分析是行之有效的。     

波形刃铣刀片温度场和应力场的耦合分析

为研究波形刃铣刀片在铣削过程中温度场和应力场的耦合状况,探求刀片的失效机理,依据金属切削理论、铣削温度试验及铣削力试验,建立了温度场和应力场有限元分析的边界条件.采用有限元分析软件ANSYS进行了温度场和应力场的有限元分析,并且进行了这两种物理场的耦合分析,得出了耦合状况下铣刀片等效应力的分布规律和受力变形情况,为铣刀片的三维槽型开发和优化设计打下了基础.     

新型装载机工作装置受力及有限元分析

以新式的八连杆工作装置的装载机为研究对象,建立力学模型,利用有限元方法对其动臂进行性能分析。取其偏载工况为例,计算出动臂在极限偏载情况下各个铰接点的受力情况,通过有限元分析得出动臂的应力分布云图及变形图,并找出动臂的危险点和应力集中区域,在结构设计和加工工艺中予以重视,为改进设计提供依据,对装载机工作装置的设计有一定的指导意义。     

复合型三维裂纹应力强度因子计算方法的研究

介绍了一种计算复合型三维裂纹应力强度因子的单元初始应力法,该法采用退化的1/4节点奇异单元,通过近裂尖最佳应力点应力进行应力强度因子的求解。由该法计算的含有内埋倾斜圆形裂纹圆柱体受远场均布拉力作用下的应力强度因子与手册解相比,KI的最大相对误差为1.44%,KⅡ的最大相对误差为-2.30%,KⅢ的最大相对误差为-1.22%。这种单元初始应力法使用简单,精度高,对于复杂三维裂纹的计算具有较强的实用性,值得推广。