薄膜体系找形设计中二次找形方法的提出及其力学原理

介绍了利用非线性有限元法进行薄膜体系找形分析的相关理论和相应的有限元计算公式,在此基础上提出了二次找形的概念,指出只有通过二次找形后得到的曲面才是在工程实践中能够真正实现的形状,并通过理论和工程算例证明了本方法的正确性和有效性。     

基于ANSYS的架空输电线找形分析

介绍了架空输电线找形分析的解析法,引入了非线性有限元找形的基本原理,提出了架空输电线ANSYS找形分析的有限元精确方法,分析结果表明,该方法具有较高的准确性。     

膜结构极小曲面找形分析的一种线性化近似方法及其有限元线法求解

膜结构的极小曲面找形分析是一个非线性问题,求解时需要进行大量非线性迭代,并需要一个合理的初始解作为收敛的保证,计算繁琐、量大且难度高。该文利用积分中值定理和归一化手段对曲面面积的表达式进行一种特殊的线性化,将原非线性问题转化为线性问题,使问题得到本质性的简化。该线性问题的解答作为原问题高质量的近似解,既可用于结构的初步设计阶段了解膜面的大概形状,亦可作为精细的找形分析中非线性迭代求解的初始解。该线性化方法的误差主要来源于映射参数分布的不均匀性,对于常见的可用平行四边形剖分的膜,其逼近精度相当高。有限元线法(FEMOL)是一种基于常微分方程(ODE)求解的半解析方法,其高度的解析性和解的光滑性特别适合于膜结构的分析。该文采用高次线法单元分析求解转化后的线性问题,只需一次求解,无需任何迭代。数值算例表明:该方法是一种简单、高效、高逼近度的膜结构找形分析方法。     

基于多柔体动力学理论的接触网找形方法

基于绝对节点坐标法描述的多柔体动力学理论,提出了一种接触网找形方法.考虑到接触网大变形的非线性问题,采用基于绝对节点坐标法(ANCF)描述的变长度索单元对接触网进行离散,通过多柔体动力学理论对变长度索单元的动力学方程进行推导;根据静力平衡条件对动力学模型进行退化处理,推导了张紧索单元的找形方程.同时考虑接触线的预驰度问...     

基于种群动力学模型的连续体结构拓扑优化仿生方法

通过种群动力学模型和有限元方法的耦合建立了骨骼重建数学模型,然后用像素单元的添加和删除准则把骨重建过程转化为材料形成和吸收过程,对连续体结构提出了仿生拓扑优化计算方法。通过对两个连续体结构拓扑优化中被广泛应用的典型数值算例进行拓扑优化计算,并将其结果与其它几种拓扑优化方法进行比较,验证了该方法的有效性。最终在三种不同边界条件下对长悬臂梁模型进行拓扑优化计算,以及在四种不同边界条件下拱桥模型进行拓扑优化计算,获得规则性和对称性的拓扑形式,该结果进一步说明了该仿生方法的合理性和可行性。     

结构拓扑大修改的动力学重分析方法

针对自由度增加的结构拓扑大修改,提出了一种基于改进的动力缩聚和独立质量正交化处理以及瑞利-里兹法结合起来的动力学重分析新方法.方法根据初始自由度和新增加自由度上特征向量的独立和耦合作用,采用独立和耦合质量正交化处理来改善近似特征向量的逼近质量.该方法与完全再分析相比,能够大量减少计算量,且操作简单,易于实现.两个数值算例表明,所提出的方法对于结构拓扑大修改能给出高精度的逼近结果,是一种有效的新方法.     

基于伪随机特征向量的二次修改的结构拓扑重分析

研究了连续两次修改的结构动力学拓扑重分析问题。基于我们提出的特征向量伪随机初始化方法,独立和耦合质量正交化处理措施,再结合瑞利-里兹分析法,形成了适用于两次修改的增加自由度的结构拓扑大修改的快速动力学重分析方法。该方法减少了两次直接分析所需要的大量计算量,且操作简单,易于实现。数值算例结果表明,对于这类涉及两次修改的拓扑大修改重分析问题,本文所提的方法是十分有效和高精度的。     

基于平衡荷载的双向张弦梁下弦拉索找形方法

基于双向张弦结构下弦拉索的平衡荷载与索曲面及索拉力之间的关系,给出了下弦拉索所在曲面的偏微分方程;首次根据下弦节点的平衡条件给出了计算下弦索网曲面形状的有限元列式并编制了计算程序;通过2个算例介绍了有限元法确定下弦曲面的方法和过程,并对找形后确定的张弦结构进行了受力分析,验证了找形结果的正确性。该文给出的计算方法物理意义明确、计算过程方便、计算结果准确。     

超支化聚酯的非等温热分解动力学

利用热重(TG)分析技术研究了端羟基超支化聚酯(HBP)以及十八酸改性的超支化聚酯(MHBP)的热失重行为,运用Flynn-Wal-l Ozawa法和Coats-Redfern法对非等温热分解动力学数据进行了分析。结果表明,HBP的分解过程分为三个阶段,三个阶段的表观活化能分别为120.238 kJ/mol、149.775 kJ/mol、173.540 kJ/mol,指前因子分别为1.386×109min-1、1.341×109min-1、4.569×1012min-1;MHBP的分解过程仅有一个阶段,表观活化能和指前因子分别为204.275kJ/mol和2.417×1014min-1。超支化聚酯的热稳定性与其端基有关,十八酸改性的超支化聚酯由于长链烷烃具有结晶性,因而热稳定性优于端羟基超支化聚酯。     

基于索合力线形状的车辐式结构找形方法

深圳宝安体育场采用了长轴 237m、短轴230m、进深54m 的椭圆形车辐式张拉结构,结构找形是该项目设计的关键。该文在分析车辐式张拉结构受力特点的基础上得出车辐式张拉结构上弦、下弦拉力的合力线在一个曲面上,形成上弦、下弦合力线虚拟结构。基于平衡荷载与合力线虚拟结构拉力水平分量之间的关系,给出了计算合力线虚拟结构形状的有限元列式;根据合力线虚拟结构形状和上弦、下弦拉力水平分量的比值确定飞柱的上、下节点位置;根据索桁架上弦和下弦两端端点坐标、索拉力水平分量及吊索拉力和节点荷载,确定整个车辐式张拉结构的形状。
给出了找形后结构分析和索张拉控制的初应变计算公式以及边界结构弹性变形的处理方法;对深圳宝安体育场车辐式张拉结构进行了找形。该文的找形方法计算简单、准确,既可以通过编制有限元程序计算,也可以通过现有有限元软件实现。     

有限元网格的拓扑分析

有限元网格生成及节点编号优化是有限元分析的关键技术之一。在有限元计算过程中,可通过优化节点编号来减少整体刚度矩阵的带宽,从而节约存储空间,减少有限元分析的计算时间。通过分析有限元网格的拓扑关系,依据单元节点相关性,提出了构造单元节点拓扑阵和组装有限元网格整体节点拓扑阵的有效方法,为优化有限元网格节点编号,减小有限元方程组中总体刚度矩阵的带宽奠定了基础。     

坝基动力相互作用有限元分析的子结构方法

文中应用混合类型的子结构模态综合方法缩减复杂坝基系统的有限元动力分析方程，以减少相应的计算时间，并提出了计入自由子结构高阶模态静力影响的修正方法，以提高模态综合精度。算例表明：这些方法对于求解复杂主从结构系统的特征值问题是很效的。     

消声器的动态优化设计

空压机噪声呈明显的中低频特性,需要在进、排气口处安装抗性消声器.在消声器的设计过程中,采用计算机可视化虚拟设计与试验研究的方法,这样可以获得消声量明显提高、体积相对较小的益处.     

一种动力模型的局部修改方法

本文基于矩阵反问题理论，给出了一种动力学有限元模型的修正方法，这种方法的表达式简洁。考虑到模型误差主要产生于结构的某些特殊部位，因此有限元模型中的误差可以认为是局部性的。为了减少修正时对模型正确部分的影响和减少不必要的计算量，本文只对刚度或质量矩阵的局部加以修正。首先将所要修改的部分重新组成一个矩阵，利用特征方程，建立一个待修正的有限元模型，然后应用本文给出的方法进行修正。本文方法得到数值算例的证     

用于求解结构动力响应的不协调时间有限元法

提出了一组用于求解结构动力响应的基于不协调时间有限元方法的算法公式，该组算法公式对位移、速度采用等阶插值并允许它们在时间离散点上不连续。证明了算法的强稳定特性，并从对该组算法公式的有限差分分析可知它们无条件稳定、有较高精度并且有好的耗散和超调特性，同时给出了与Ｎｅｗｍａｒｋ的梯形法则，ＨＨＴ－α，Ｈｏｕｂｏｌｔ，Ｐａｒｋ等方法的比较。最后给出了应用该算法的数值计算     

粘弹性结构动力学分析的等效粘性阻尼算法

分析粘弹性材料结构的振动，通常采用积分-微分形式的运动方程，有别于结构动力学中经常采用的K—C—M形式的运动方程。因此分析者往往需要编制专用程序，从而增加成本，降低效率。建立了一组与积分-微分形式等效的K—C—M形式的运动方程，使得粘弹性结构的动力学分析可以直接利用通用的FEM程序，而不必作任何修改和扩充。     

结构动应力分析的FEM-BEM耦合方法

本文提出了利用结构的有限元结点位移响应(或结点力)的计算值作为子域的边界条件,然后利用边界元方法计算子域内各瞬时的动应力的FEM-BEM耦合方法.文中给出了薄板在简谐激励下动应力响应的计算实例并与分析解进行了比较,结果表明,FEM-BEM耦合法比常规有限元法对结构动应力的计算精度有大幅度的提高.     

实心和空心滚子结构阻尼的动态分析

结构阻尼是结构动力分析的重要参数之一,运用有限元方法研究实心和空心滚子在冲击载荷作用下的动态响应,并用傅立叶变换处理自由衰减中不同起点的两段相同长度的数据,求得滚子的结构阻尼,分析了滚子在不同冲击载荷、结构参数和材料参数下的阻尼特性。通过对滚子本身结构阻尼特性的研究,为轴承的振动研究提供了理论基础。     

基于薄层单元法的土动力分析

推导了冲激荷载作用下薄层单元法的基本计算公式,运用这一方法对土中的波动传播进行了模拟,并给出了计算实例.该方法也可用于爆炸荷载作用下的土动力分析.     

二维等参数形式四结点动态有限单元的建立与推导

基于动态有限单元法的基本思想,本文建立和推导了二维等参数形式的四结点动态有限单元,为动态有限单元法从整体坐标系到自然坐标系的转换进行了尝试性的研究。计算结果表明,所提出的方法对工程设计是十分有效的。