基于高阶剪切变形理论及径向基函数的各向同性叠合板的屈曲分析

基于三阶剪切变形理论及径向基函数,预测弹性板的临界荷载。该理论说明了沿钢板厚度方向的横向应力呈抛物线分布的原因。结果表明:径向基函数能精确地预测钢板的临界荷载和失效模式。     

径向基函数配点法分析三维功能梯度材料板的静力和动力问题

传统配点法在求解动力学问题时会存在误差随时间累积的问题,而无网格径向基函数配点法在全域内采用具有无限连续性的径向基函数作为近似函数,结合配点法构建方程,通过最小二乘法进行求解。无网格径向基函数配点法不仅在数值计算过程中不需要任何网格,是真正的无网格法,而且易于离散,精度高,不需要积分,计算效率高;径向基函数的近似函数仅与距中心点的距离有关,非常适宜于求解三维问题。对于这种方法,本文先离散空间域,然后再离散时间域,并在每一时间步内施加边界条件,来分析三维功能梯度材料板的静力和动力问题,据此可解决传统配点方法在求解动力问题时误差随时间累积的问题。数值分析表明,材料性能呈梯度分布会导致其力学性能在梯度方向呈现非线性变化,不同的梯度分布模式会导致力学性能非线性变化的幅度不同。     

关于配点型无网格法程序实现问题的讨论

对配点型无网格方法求解平面弹性力学问题的无网格格式进行了具体的公式推导,并结合数值算例就采用程序求解平面弹性力学问题过程中的一些细节问题进行了讨论,有助于计算过程的简化、计算精度的提高。     

无网格法在材料力学求解中的运用

采用径向基函数,求解了不同节点分布情况下无网络方法的形函数,并对函数的紧支性和Delta函数性质进行了分析,通过几个典型的算例,验证了该方法的有效性与精确性,为材料力学的求解扩展了新的思路。     

滑坡地下水位动态预测的径向基函数法

滑坡地下水系统是一个复杂的水系统，地下水位的预测是根据地下水位与其影响因素之间存在的映射关系，寻求滑坡稳定性分析所需的地下水边界条件，以较为准确地反映地下水的变化对滑坡体稳定性的影响。通过对基于径向基函数网络模型的分析，建立了适合于滑坡地下水位预测的神经网络预测模型，并将其用于地下水位的动态预测。实例表明，该方法预测精度较高，具有一定的推广价值。     

地下水动态预测的径向基函数法

地下水系统是一个复杂的随机系统 ,根据地下水位与其影响因素之间存在的映射关系 ,本文建立了一个RBF人工神经网络模型 ,并将其用于地下水位的动态预测。实例表明 ,该方法预测精度较高 ,具有一定的推广价值。     

径向基函数随机响应面法

针对随机响应面法对非正态分布响应与标准正态分布输入之间的复杂非线性隐函数拟合不够理想的问题,基于径向基函数在杂散数据拟合方面的优异性能,提出使用径向基函数替换Hermite多项式来解决复杂非线性隐函数拟合问题。以若干个非线性解析函数和钢管混凝土肋拱极限承载力不确定性问题作为算例,验证该方法对非正态分布响应拟合的精确性和对工程问题的适用性。算例结果表明,基于径向基函数随机响应面法对高度非线性的响应与输入隐函数拟合较好;在多参数钢管混凝土拱极限承载力不确定性问题中,精度较高,且比Hermite多项式样本点数量少。     

用无网格有限点方法对柔性板的大挠度分析

基于级数展开的经典差分法只适用于分析具有简单几何特性、加载和边界条件的板。相反,有限元法却可以广泛应用于分析柔性板(弯曲和平面内作用)。应力不连续以及网格划分复杂导致了无网格分析法的出现,如有限点法(FPM)。有限点法是结合了带插值的最小二乘法和不规则点分布的一种方法,可以采用其推导出系统的控制方程。研究中,采用耦合的4阶非线性偏微分方程,分析板在侧向和平面内加载作用下的大挠度性能。研究中同时也解决了板的其他一些问题,并且利用其他的数值分析结果对文中提出的方法进行了评估。     

无单元法解拉普拉斯方程和泊松方程

将无单元法理论与微分方程等价性结合,用来求解拉普拉斯方程和泊松方程,并编制相应的计算程序进行计算．     

基于径向基函数响应面法的岩质边坡可靠度分析

岩质边坡中存在多种变异性,需要进行岩质边坡的可靠度分析。将数值分析法与可靠度分析的响应面法相结合,进行了岩质边坡稳定的可靠度分析。利用径向基函数网络(RBFN)的全局适应能力强的特点,在响应面法中,以径向基函数网络为响应面函数,将隐式的功能函数显式化。通过对每个响应面新增一个样本点的方法进行样本点的生成及响应面的迭代,计算表明:基于径向基函数网络的响应面法具有较高的计算精度及效率,可以适用于基本变量数较多的可靠度分析问题;本文的边坡算例中,第2层岩体的强度参数对边坡的可靠指标影响最大,而其他参数对可靠指标的影响则相对较小。     

岩石本构关系的径向基函数神经网络快速逼近模型

建立了径向基函数神经网络快速逼近模型 ,基于具体条件下岩石力学实验数据 ,对相应岩石的本构关系进行逼近 ,实例分析表明 ,该模型不仅对具体应力 -应变关系能够很好逼近和预测 ,而且逼近速度快、稳定性好 ,对岩石力学快速、高效数值方法的进一步发展具有重要参考价值。     

水平受荷桩的非线性无网格法分析

首先利用移动最小二乘近似得到求解域内的全局近似函数,再采用迦辽金法对控制方程离散,以获得无网格迦辽金方法的基本计算方程,并考虑到基桩承受水平荷载过程中的挠曲变形,探讨了无网格法在大变形问题中的具体实现;最后以湖南益阳茅草街大桥的水平静载荷试验为工程背景,采用本文理论编制考虑非线性大变形的无网格法计算程序对其进行分析。计算结果与现场实测数据吻合良好,验证了该方法的合理性与有效性,并指出桩周土体的强度和软化对基桩水平承载力的影响很大,可供工程参考。     

Independent cover meshless particle method for complex geotechnical engineering

A new Independent Cover Meshless Particle (ICMP) method is proposed for the analysis of complex geotechnical engineering. In the ICMP method, the independent rectangular cover regardless of the shape of the analysis model is employed as the influence domain of each discrete node, the general polynomial is employed as the meshless interpolation function of the independent nodal cover, and the Cartesian Transformation Method (CTM) is used for the numerical integration of the nodal covers cut by material interfaces, joints, cracks and faults. The present method has a simple formulation and a low computational cost, and is easy for the numerical analysis and modeling of complex geotechnical engineering. Several typical numerical examples are presented to demonstrate the accuracy and robustness of the proposed method.     

基于径向基神经网络的深基坑非线性位移反分析

以支护结构-土非线性共同作用的土压力计算模型为基础,提出了非线性共同作用弹性地基反力法;然后将径向基神经网络引入深基坑位移反分析,研究了根据深基坑空间效应的表现形式及规律选取适当剖面进行位移反分析的原理与方法,编制了计算程序。它可以逐工况地对支护结构不同标高和平面位置处的实测位移进行反分析,从而使反演的土性参数包含了时空效应和非线性共同作用的影响。工程算例表明:围护墙位移的反演计算结果与实测值吻合良好。     

弹性地基上正交各向异性板的无网格局部Petrov-Galerkin法分析

基于经典板理论和对挠度函数采用移动最小二乘近似函数进行插值,进一步研究无网格局部Petrov-Galerkin(MLPG)方法在弹性地基上正交各向异性板弯曲问题中的应用。分析中,本质边界条件采用罚因子法施加,离散的线性方程从Winkler弹性基支正交各向异性板控制方程的局部积分对称弱形式中得到。通过两个数值算例,表明用MLPG法求解弹性地基上正交各向异性板弯曲具有分析简便和计算精度高等优点。     

A new meshless approach for bending analysis of thin plates with arbitrary shapes and boundary conditions

An efficient and meshfree approach is proposed for the bending analysis of thin plates. The approach is based on the choice of a set of interior points, for each of which a basis function can be defined. Plate deflection is then approximated as the linear combination of those basis functions. Unlike traditional meshless methods, present basis functions are defined in the whole domain and satisfy the governing differential equation for plate. Therefore, no domain integration is needed, while the unknown coefficients of deflection expression could be determined through boundary conditions by using a collocation point method. Both efficiency and accuracy of the approach are shown through numerical results of plates with arbitrary shapes and boundary conditions under various loads.     

无单元法位移模式及断裂问题分析

研究了无单元法中一些严重制约其发展的关键问题,诸如本质边界条件处理,太多的求逆矩阵运算等。借着有限覆盖技术,利用shepard插值及Taylor展开理论,构造出了新的形函数,解决了上述问题并分析了有关断裂及岩土工程问题。     

径向基函数神经网络预测城市用水量模型及应用

以城市用水人口和城市生产总值作为输入向量,年用水量数据作为目标向量,建立了径向基函数神经网络并对城市用水量进行预测。采用不同的扩展速度,预测误差不同。当扩展速度spread=1时,预测数据与实际数据的相对误差均小于0.05%,取得了很好的预测效果,说明采用径向基函数神经网络模型预测城市用水量的方法是可行的。     

Buckling analysis of isotropic and laminated plates by radial basis functions according to a higher-order shear deformation theory

The third-order shear deformation theory of Reddy and collocation with radial basis functions is used to predict the buckling loads of elastic plates. The theory accounts for parabolic distribution of the transverse strains through the thickness of the plate. It is shown that the collocation method with radial basis functions produces highly accurate critical buckling loads and modes.     

A cost allocation method for facilities siting with fixed-charge cost functions

The fixed-charge plant location problem determines the sites at which to place central treatment facilities as well as the assignments of communities to those facilities. We show here that the mathematical programming dual of a special version of the plant location model provides cost allocations to the communities which satisfy the core conditions of an n-person cooperative game. These cost allocations are faulted- because they may fail to provide equity among the participants. A new methodology is proposed, the Separable Costs Opening Cost method (SCOC), to allocate costs among the participants once the optimal set of facilities and coalitions has been determined. The SCOC is guaranteed to determine allocations which are insidexhe core and hence increase the fairness of the allocation.