一种工程实用的数值积分方法

在实际工程结构动力反应分析中,往往由于结构型式十分复杂,常用的两种直接积分方法,即显式积分方法和隐式积分方法,在使用中都存在着一定的局限性,如何将这两种积分方法合理有效地结合起来,是一个十分有意义的研究课题.针对实际工程问题中整体结构计算时间步长的选择往往受局部区域的材料特性、尺寸大小等因素影响的这一现象,提出了一种对结构局部区域进行隐式积分、对其余区域进行显式积分的工程实用的显隐式数值积分方法,这种积分格式相对于显式积分格式而言,能显著提高整体结构的计算速度.最后采用三个数值计算实例对这一方法进行验证.     

瓦楞纸板屁曲临界载荷的一种等效计算方法

为了方便确定屈曲临界载荷,对瓦楞纸板进行合理简化,建立了两种瓦楞纸板的简化模型,并使它们在计算屈曲临界载荷分析方面等效。在有限元分析中,各向同性板模型与正交各向异性板模型相比,减少了建模所需的参数,并可以达到用各向同性板取代瓦楞纸板进行屈曲分析的目的。通过理论计算和有限元分析,结果表明两种简化模型在屈曲临界载荷的分析方面基本等效,误差在5%以内。     

用双B样条函数法分析扁壳结构内力

本文提出了用双B样条函数作为双曲扁壳位移场插值函数,从而对双曲扁壳结构静力与动力问题进行了系统研究,推导出分析该问题的有关求解公式。本文方法适用于双曲扁壳结构在各种外荷载作用、各种边界条件下的应力场、位移场及自振频率分析。     

一种有限元结构动态计算的过渡元—9节点板壳—实体元

本文利用三维八节点实体元和八节点曲壳超参数单元构造出一种９节点板壳－实体过渡元，该元具有三维实体和曲壳的双重属性，可用于一些板壳－实体结构的动态计算，由于该元要求与的实体，板壳元各划分简单，单元结点数较少，动态计算精度能满足工程精度要求，所以该元具有一定的实用价值。     

圆柱壳分析的一种新方法

本文用半解析法分析了圆柱壳体，通过算例说明该方法简单易行，精度高，对结构工程计算有很好的实用价值。     

基于修正样条函数分析滑移边界矩形板的自由振动

提出了一种分析滑移边界各向同性和正交各向异性矩形板振动特性的数值方法一双向样条离散法。该方法适用于各种可能组合边界矩形板的自由振动分析；边界包括自由、简支、固定和滑移边界。在x和y方向，板被离散成N和M个等分区间。为适应任意边界，修改N＋3和M＋3维硝样条函数向量的最前和最后三个函数，得到x方向N＋1个点、y方向M＋1个点和x-y方向两个附加点的修正的邱样条函数向量，并以此作为板的位移试函数。在给定边界下，修正的B3样条函数向量对位移、位移的一阶导数和二阶导数都仅保留一个未知系数。基于矩形板的势能泛函导出其特征方程。与有限元法和样条有限条法相比，本文方法具有自由度少、计算效率高和输入数据少等优点。数值计算结果表明，本方法具有高的计算精度。     

复合材料夹层板壳一种等效分析方法

本文研究了复合材料夹层板壳的一种等效分析方法,首先由壳体理论导出了夹层板壳的内力和位移表达式,通过与各向异性单层板壳理论的比较,提出了二者等效的条件,从而把夹层板壳问题简化为一个等效各向异性单层板壳问题,这用有限元法很容易求解,并对一个工程实例进行了计算,证实了该方法的有效性。     

复合材料夹层板壳一种等效分析方法

本文研究了复合材料夹层板壳的一种等效分析方法,首先由壳体理论导出了夹层板壳的内力和位移表达式,通过与各向异性单层板壳理论的比较,提出了二者等效的条件,从而把夹层板壳问题简化为一个等效各向异性单层板壳问题,这用有限元法很容易求解,并对一个工程实例进行了计算,证实了该方法的有效性。      

正交各向异性层合板壳耦合结构的能量传递特性EI北大核心CSCD

基于薄壳和层合板理论推导了正交各向异性层合板壳平衡微分方程,应用波动刚度矩阵方法求解正交各向异性层合板壳耦合子系统间的能量传递系数,结合模态密度给出耦合处的耦合损耗因子(coupling loss factor, CLF)。通过与已有研究对比环向开敞层合柱壳的频散曲线,验证理论推导的正确性;对层合板和柱壳的模态密度进行对比分析,在环频率以后,随着频率的增大两者趋于一致;分别入射弯曲波、剪切波和纵波,计算表明耦合结构的能量传递系数满足保守耦合系统的能量守恒,满足互易性,且能量总透射系数对铺设方式的敏感度较低;讨论了耦合角度和激励频率对CLF的影响,发现CLF的总和不受耦合角度影响,且随频率增大而逐渐衰减。     

框─剪体系无连续化假定的简化算法

本文不用连续化假定对任意层高且受任意水平力的框剪体系进行分析，而以Ｂ样条函数结合配点法直接求解框剪间有限个作用力与力矩，导出的递推公式对任意水平荷载可直接应用。经算例并与他法比较表明，本法结果是可信的，且比用连续化假定的方法误差要小。     

开孔加筋碟形薄壳屈曲的工程分析方法

本文提出一种外压作用下开孔加筋碟形薄壳屈曲的近似分析方法──等价球壳方法。引入非球度影响系数反映环壳的影响，使用壳体当量膜厚度和当量弯曲厚度来描述筋条的影响，用名义应力和材料切线模量反映壳体进入塑性的程度。计算结果表明，本文所提方法具有较好的精度，可在一定范围内使用。     

真实梁板壳局部应力分析的高性能边界元法

经过数十年的发展边界元法在学术界已被看成有限元法的重要补充,但是要使这种补充成为工程界的实际需要还必须用它解决一些有限元法和其他方法难以解决的问题,这就是要充分发挥其高精度的优势,对一些复杂问题得到可靠的结果。为此作者近年通过误差分析提出了一种高精度边界元法计算方案,它在没有解析解和其他数值解做比较的情况下也能求得边界元法的收敛解。这种新方法的一个重要应用领域就是真实梁板壳结构的局部应力分析,即考虑梁板壳结构边缘实际几何、和基座或周围构件联合进行三维高精度边界元分析。该文给出了两个二维高精度边界元分析的算例,一个是真实悬臂薄板梁的横向弯曲,另一个是承受内压的无限长加肋圆柱壳,其中前一个算例揭示了真实悬臂薄板梁端部的局部应力远高于由梁弯曲理论所得到的应力。该文同时建立了悬臂薄板梁三维分析的边界元模型,其边界自由度数已经超出了在微机上用常规边界元法能够求解的规模。因此必须将高精度边界元法结合快速算法才能胜任此类分析,这就是作者提出的高性能边界元法的含义。最后作者展望了这两个相关新领域将要开展的研究内容,希望起到抛砖引玉的作用。     

边界元解克希霍夫平板的比拟法

本文引入力矩函数来表示克希霍夫平板弯曲时的内力,推导了力矩函数应满足的基本微分方程及在固支、简支和自由边界时应满足的边界条件。将薄板弯曲问题与弹性力学平面问题进行了比拟,说明对已有的平面问题的边界元程序作一些修改,就可用来计算薄板的小挠度问题。文章利用修改后的弹性力学平面问题的边界元程序计算了薄板弯曲的几个例题,说明了该比拟法的可行性与优越性。     

扁球壳在集中荷载作用下位移和内力的计算公式和数值表

本文给出了扁球壳在四种集中荷载作用下的位移和内力的计算公式及相应的数表，可以直接查用。     

Reissner-Mindlin板壳无网格法的闭锁与灵敏度分析及优化的研究

该文利用罚函数法施加边界条件,建立了Reissner-Mindlin板壳无网格法的离散形式,通过数值锁死试验,探讨了EFG法、RPIM以及基于节点积分的无网格法在解决Reissner-Mindlin板壳闭锁问题中所存在的优缺点。所得结果表明,基于匹配近似场和节点积分方案的无网格法在处理剪切闭锁问题时具有优越性。然后以SCNI-MLS无网格法为基础,对Reissner-Mindlin板壳结构的尺寸、形状和轮廓设计进行了统一的设计灵敏度分析,结合约束变尺度序列二次规划法,完成了SCNI-MLS无网格法壳结构优化设计的算例,算例结果验证了所建立灵敏度分析的精度和优化方法的可行性。     

杂交有限条法及其在正交异性板上的应用

本文建立了一种杂交有限条法,并应用于各向同性板和各向异性板。这工作是基于修正余能原理进行的。在有限条列式的过程中,在条中假设应力场而在条的边界上假设位移场。数值计算表明,过种方法是合理的,能较快地逼近准确解。      

求解任意四边形薄板动力问题的样条有限点法

本文将有限点法与等参元思想相结合形成了坐标变换下的样条有限点法，解决了任意四边形薄板的动力计算问题，为工程实际中薄板的静动力计算提供了一种简单、可靠、通用性强的有效方法。     

A PARTIAL HYBRID DEGENERATED PLATE/SHELL ELEMENT FOR THE ANALYSIS OF LAMINATED COMPOSITES

A degenerated plate/shell element based on the combined energy variational principle and the equivalent single-layer model is proposed. It is derived from the 3-D continuum equation by imposing one constraint on the 3-D isoparametric solid element: a straight line normal to the mid-surface before deformation remains straight but not normal after deformation. The continuities of interlaminar stresses are satisfied at the interlaminar surface and the number of degrees of freedom per node is independent of the number of layers. In this work, the combined energy variational principle is used to overcome transverse stress continuity limitations of single-layer models. The traction-free conditions are satisfied on the upper and lower surfaces of a laminate by assuming the transverse stress components independently. The transverse normal strain is taken into account in order to consider the full 3-D effect in a laminated composite. The iso-function method and the classification method of the stress modes are used to construct the assumed stress field which contains a minimum number of stress modes and guarantees no zero energy mode in the element stiffness matrix. Three examples are presented to illustrate the efficiency and accuracy of the element.     

粘弹阻尼结构频响函数计算的高精度模态展开法

本文建立了粘弹阻尼结构频响函数计算的高精度模态展开法。文中表明,用模态展开法计算粘弹阻尼结构的频响函数,只取少数低阶振动模态时,计算误差较大。本文用低阶振动模态和系统矩阵,表达高阶振动模态和蠕变模态对粘弹阻尼结构频响函数的贡献,修正计算误差。该方法可以显著提高计算精度,对计算量的增加不大。文中给出算例,表明了本文提出方法的正确性和有效性。     

THE ETM METHOD FOR ASSESSING THE SIGNIFICANCE OF CRACK-LIKE DEFECTS IN ENGINEERING STRUCTURES

The Engineering Flaw Assessment Method, EFAM, is presently being developed at GKSS. It consists of several individual documents for determining material properties and the crack driving force. The present paper briefly describes the document EFAM ETM 97 which provides guidance for estimating the crack tip opening displacement (CTOD) and the J-integral as driving force parameters for homogeneous structures. The CTOD and J can be expressed as functions of applied force or applied strain.