基于稳定函数的空间薄壁构件几何刚度矩阵

为真实描述结构二阶弹性分析中可能出现的侧扭屈曲变形和翘曲扭转变形,精确满足增量虚位移原理,结合梁柱法和有限单元法,基于更新拉格朗日构形的增量虚位移原理和三维空间薄壁构件理论,提出采用拉弯、压弯、纯弯及扭转状态下薄壁构件平衡微分方程的解作为插值函数,详细推导了考虑截面翘曲影响的空间薄壁梁柱单元的几何非线性切线刚度矩阵,推导过程中同时考虑了双向弯曲和扭转及其各耦合项对刚度矩阵的影响。并通过算例证实了文中方法的精确度和有效性。     

伯努力梁平面几何非线性分析的刚度矩阵

本文首先建立基本的几何非线性方程,然后根据卡氏定理推导出伯努力梁在Ｔ．Ｌ下的几何非线性割线刚度矩阵与切线刚度矩阵的显式,并将两者统一起来,文中同时讨论了各种简化情况,并给出相应矩阵,最后分析了各阶非线性项对斜拉桥的影响。     

计入初始应变项的平面梁单元非线性刚度矩阵

开展平面结构几何非线性分析时经常会遇到杆件含有初始应力力或初始应变的情况。由于非线性刚度矩阵中含有节点位移,矩阵运算量大,给刚度矩阵的推导带来很大困难。根据平面梁单元几何非线性方程,采用计入初始应力和初始应变项的一般性线弹性应力应变关系,导出了相应的切线刚度矩阵,利用MATLAB数学工具箱,给出了含有初始应力和初始应变的所有刚度矩阵的显式表达式,为程序编制奠定了基础。     

转动矩阵在弯扭屈曲和几何非线性分析中的研究

薄壁钢梁在利用有限单元模型进行弯扭屈曲分析和三维非线性分析中,都可以通过转动矩阵来得到位移-应变的非线性关系,因此转动矩阵的精度决定了应变的准确性.在弯扭屈曲中,利用小转动理论可以得到较新势能方程,但分析的结果会高于实际值,而大转动理论可得到传统势能方程,会更接近实际值.在几何非线性分析中,由小转动理论得到的几何刚度矩阵,当结构发生空间有限转动时,边角结点弯矩会产生不平衡的附加力矩,导致结点不能保持平衡和转动连续性,需要对相应的连带力矩矩阵进行修正.而由大转动理论得到的几何刚度矩阵能保持结点平衡和转动连续性,但该单元不能通过刚体检验.     

钢筋混凝土构件在压弯剪扭作用下的截面非线性刚度矩阵

本文详细地考虑混凝土和钢筋对刚度矩阵的贡献，推导出了钢筋混凝土构件在压弯剪扭复合荷载作用下的截面非线性刚度矩阵的详细表达式。     

薄壁空间刚架刚度矩阵的研究

通过对空间薄壁结构的研究发现：利用矩阵位移法和有限元法得出的单元刚度矩阵在实际计算中存在应用范围的差异.对此问题引出的物理现象进行了分析,为薄壁空间结构计算打下基础.     

考虑几何非线性的梁桥预拱线形计算

通过对桥梁结构几何非线性问题基本原理的阐述,推导出结构几何非线性计算的改进的CR列式法的计算公式,并给出CR列式法实现步骤;介绍了CR列式法中有关梁单元弧长的计算方法,给出了梁单元较为精确的切线刚度矩阵;建立了悬臂梁预拱线形计算的几何非线性模型,计算结果表明,本文计算方法具有较高的精度和稳定性。     

空间梁单元切线刚度矩阵的精确分析方法

为有效进行空间刚架结构后屈曲分析,提出一种新的空间梁单元切线刚度矩阵的精确分析方法。首先用直接法建立梁单元杆端力与杆端位移的增量关系式,然后根据矩阵微分理论求出单元杆端力关于杆端位移的导数,在求导结果表达式中令杆端位移增量为0,即可得到梁单元切线刚度矩阵。对六层和二十层空间刚架结构进行了后屈曲分析。结果表明：所得的空间梁单元切线刚度矩阵具有足够精度,可有效用于大型空间刚架结构的后屈曲分析。     

结构非线性动力稳定性与矩阵函数法

在李雅普诺夫稳定性准则的基础上导出了求解结构非线性动力稳定性分析的数学－力学模型。并采用了矩阵函数法求解这一问题导出了相应的计算列式。还给出了梁及框架在轴向周期荷载作用下的几何非线性动力稳定性问题的计算结果，揭示了考虑结构非线性情况下动力稳定性的基本特征。     

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。     

基于线性插值函数的二维异构网格数据插值方法研究

在多物理场耦合仿真中,由于各个物理场对网格类型、疏密的要求有很大差异,不同物理场仿真时往往使用不同剖分网格,即异构网格。针对异构网格单元和节点不匹配的情况,提出基于线性插值函数映射的方法来解决二维多物理场耦合仿真时的数据传递问题。同时对位于曲线边界上待插值节点不在三角形内部的问题,提出了反距离加权插值的解决方案。分析了网格粗细对插值精度的影响,验证了基于线性插值函数的方法在二维异构网格数据映射时的有效性。同时利用该算法,将换流变压器阀侧绕组端部温度结果映射到电场仿真模型中,为研究温度分布不均匀条件下的二维复合电场奠定了基础。     

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.     

MIMO-OFDM有限反馈系统中基于非线性插值的波束成形

为降低多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统选取波束成形向量的计算复杂度和反馈量,提出一种基于非线性插值的波束成形方法,即在参考位置子载波的波束成形向量内插出非参考位置子载波的波束成形向量. 分析和仿真结果表明,在较小码书的情况下,该方法的性能优于基于量化的最优波束成形方法,并且反馈量和计算复杂度也显著降低;而与基于线性插值和测地线插值的波束成形方法相比,该方法在同样的反馈量下具有更好的性能.     

基于反馈控制几何理论的混沌系统同步方法

基于反馈控制几何理论提出了一种新的混沌系统同步方法。该同步方法的基本思想是在系统可以转化为规范型的前提下，由两个混沌系统的输出之差和输出的各阶导数之差构造误差方程，根据极点配置的方法设计反馈控制，实现两个混沌系统的输出同步，从而使两个系统的部分状态或全部状态同步。对CHUA电路的仿真结果证实了这种方法的有效性。     

基于加权广义逆OFDM信道估计算法

在采用独立时频块导频方案的MIMO-OFDM系统信道估计中,证明了导频数小于多项式模型参数时,使用标准的广义逆进行多项式内插无法得到信道估计的最佳值。采用基于最小方差准则构造的加权矩阵对广义逆的定义做出修正,提出了基于加权广义逆矩阵的二维多项式内插算法。仿真结果证明该算法可以适应不同的移动速度,特别是在中低移动速度下,该算法在高信噪比时的误码性能相对于一维线性内插算法可以得到约2 dB的增益。     

独立、连续、映射法刚度过滤函数

为了构造刚度过滤函数,利用均匀化方法计算了单胞挖不同尺寸方孔时对应的等效刚度,再依据计算出的离散刚度值按正则化最小二乘法拟合等效刚度的系数,然后用这些系数再次使用最小二乘法拟合出独立、连续、映射法刚度过滤函数的幂指数.由这种方法得到的刚度过滤函数能够正确地反映挖孔单胞等效刚度随方孔尺寸变化的规律,并且其幂指数值与拓扑优化经验值较吻合.     

基于非线性函数寻优的汽轮机启动规划

根据电厂汽轮机运行规程,针对某320 MW亚临界凝汽式汽轮机,利用有限元软件ANSYS对汽轮机转子建立有限元模型.根据该机组的冷态启动数据,计算出启动过程的最大应力曲线,验证启动过程中最大应力的产生位置.改变蒸汽温升率和暖机时间,拟定不同的冷态启动方案,分析不同启动工况的应力大小和启动时间,建立了时间相关项和启动过程中应力的相关模型,并将启动规划问题转换为限定条件的函数最优化问题.在保证汽轮机转子应力满足强度要求的同时,求出最小的启动时间,优化启动曲线.     

基于网函数插值理论的结构表面风压预测

影响结构表面风荷载分布特性的因素很复杂,且具有不确定性,仅靠风洞试验难以完整地获得和描述其风荷载分布特性。因此,探讨了基于网函数插值理论的结构表面风压分布预测。首先,介绍了一种可多方向拟合一次误差调整的网函数插值法,并基于网函数插值技术对于多个传感器所获得的数据进行数据融合,提出了结构表面风压分布预测方法,然后用风洞试验数据进行了验证。实例验证结果表明：网函数插值法可以根据布置在结构物表面的测点网,快速计算出相邻位置的表面风压值,这是作为数据融合手段预测结构表面风压分布特性的一个有效途径,且该方法稳定性好,简单实用,精度较高,可被应用于风洞试验中减少测点数量和扩充复杂建筑表面风压分布数据等。     

基于有限变形理论的ANSYS几何非线性算法缺陷分析

基于有限变形理论对ANSYS定义的应变、应力与物体真实应力之间的关系、位形、不平衡力的几何非线性计算等方面进行了详细分析,并针对ANSYS中的杆件单元Link8和平面单元Plane42,通过算例计算结果与理论解的对比,指出了ANSYS几何非线性算法的不足,即在计算过程中没有考虑到应变、应力的共轭关系,只是一种近似的非线性计算。