徽州传统建筑木构架典型榫卯节点的数值模拟分析

选取徽州古民居木构架的典型榫卯节点,确定模型参数,进行数值模拟分析。分别模拟节点处没有施加"关键"和"雀替"、节点处只施加"关键"、节点处只施加"雀替"、节点处"关键"与"雀替"同时施加四种情况下榫卯节点处的受力情况,综合对比"关键"和"雀替"对木构架榫卯节点的受力特征,总结了"关键"和"雀替"对木构架节点受力带来的有利影响。研究表明:施加"关键"和"雀替"后,使构件的变形减小,受力得到改善,提高了节点的受力性能,增强了结构的整体稳定性。     

移动荷载下基于RBF神经网络的地基土参数识别

研究了移动荷载作用下径向基神经网络在地基土的参数识别中的应用。针对径向基神经网络的不足，采用压缩映射递阶遗传算法来确定网络参数（连接权、隐节点中心和宽度），改进算法的收敛性。基于频率响应，采用主元分析方法，有效减少了网络的输入节点。结果表明该方法是可行的。     

基于改进元胞传输模型的城市路网实际阻抗计算方法

为使元胞传输模型(CTM)适用于多节点、复杂交通情况的城市路网交通仿真,提高模型在实际道路阻抗估计方面的准确性,本文通过修正现有模型参数构建路段模型,并考虑到城市多节点对模型准确性的影响,提出一种节点元胞划分方法,构建了城市多节点路网VCTM并基于此改进了路段实际阻抗计算方法。最后,使用改进模型与VISSIM对案例路网进行仿真与分析。结果表明,改进模型能够体现出城市交通流特性,且考虑路网节点因素更符合实际,模型计算得到的实际阻抗与VISSIM输出数据吻合度高。本文模型和实际阻抗计算方法可以很好地应用于动态交通分配领域。     

基于Bezier曲面四边形边界元法的特高压绝缘子串电场计算

在三维静电场的边界元计算中,为了快速、精确计算电位和电场强度分布,提出了用双2次Bezier曲面四边形拟合实际积分面的Bezier曲面四边形边界元方法。该方法利用二阶剖分单元的节点坐标信息来构造双2次Bezier曲面参数方程,再利用Bezier曲面参数方程和面积比值法构造对应于Bezier曲面4个顶点节点的形状函数;以Bezier曲面4个顶点节点为计算节点,大大减少了计算节点数;与一阶平面四边形边界元法相比,双2次Bezier曲面能够更好地拟合实际积分面,提高计算精度。并且可通过精细后处理技术将模型表面的函数值精细显示。算例结果表明,Bezier曲面四边形边界元法与传统边界元法相比,在网格剖分节点数相同时,计算精度得到了提高。在计算精度相同条件下,该方法中的节点数量降低,减少了计算机内存的使用。最后,将Bezier曲面四边形边界元法应用于交流特高压绝缘子串电场的计算。     

外包钢套法加固钢筋混凝土框架节点试验研究

在汶川地震中大批框架节点受损破坏,亟需找一种方法对这些节点进行加固修复.为此,设计制作了4个3维钢筋混凝土框架节点进行试验,研究外包钢套法加固震损节点的抗震性能.试验流程为先对框架节点进行预震损,然后进行裂缝修补和外包钢套法加固,最后进行低周反复破坏试验.结果表明,加固后的框架节点由"弱柱强梁"转变为"强柱弱梁"的破坏形式.由对节点的滞回曲线、骨架曲线、延性系数等参数的分析可知:外包钢套法可以显著提高节点刚度,延性等抗震性能.通过外包钢套加固,预震损节点的承载力和抗震性能恢复并超过了节点预震损前的承载力和抗震性能.     

带环梁的方钢管约束钢骨混凝土柱-钢梁节点滞回性能有限元分析

设计了两类不同钢骨形式带环梁的方钢管约束钢骨混凝土柱-钢梁节点,运用ABAQUS有限元软件建立了该节点的数值分析模型。分析了此类节点的滞回性能、应力分布及破坏形态,考察了外钢管径厚比、内钢骨形式、节点区高度、混凝土强度及轴压比5个参数对该节点抗震性能的影响。结果表明:该类节点滞回曲线饱满,耗能性能良好,且应力分布及破坏形态符合抗震设计中"强柱、弱梁、节点更强"的要求,为今后该类节点的设计和研究提供了理论支撑。     

变压器三维电磁场有限元计算问题的研究

节点磁矢量位法进行变压器三维电磁场数值分析时存在漏磁和计算问题。通过对节点法与棱边法的算法区别,根据实际变压器参数建立模型,采用经典ANSYS二维轴对称单元、三维节点元和棱边元,研究铁磁材料的磁场分布和磁通连续性。分析节点法计算不同模型时产生的误差,并得出结论,节点法计算变压器电磁场时受材料属性和模型条件影响,误差较大,因而不具适用性,棱边法则克服了节点法存在的问题。结合改进方法讨论其计算效果,同时得出结论,棱边法处理变压器三维连通磁场模型时,在精度、规模和效率方面均优于节点法。     

Bezier曲面三角形边界元法及其在特高压绝缘子串电场计算中的应用

为了在用边界元法计算三维静电场电位和电场分布时能够得到较精确结果,提出了Bezier曲面三角形边界元方法.该方法用ANSYS建模和二阶剖分,利用剖分得到的节点坐标信息和面积坐标系下对应的Bernstein基函数构造双2次Bezier曲面参数方程,再利用面积比值法构造对应于Bezier曲面顶点节点的形状函数,由Bezier曲面参数方程和形状函数可得到Bezier曲面边界元方程.以计算导体球的电场和电位分布为例进行验算,由计算结果可知:在计算相同剖分节点的情况下,Bezier曲面三角形边界元法比一阶平面三角形边界元法具有更高的计算精度.最后,将Bezier曲面三角形边界元法应用于特高压绝缘子串的电场计算.     

扩翼式弱轴连接边框节点抗震性能研究

提出了一种新型的节点域箱形加强式工字形柱弱轴连接,基于此节点形式设计梁端翼缘扩大型边框架节点足尺试件进行单调荷载试验研究.采用通用有限元软件ABAQUS对此类节点在单调荷载作用下的受力性能进行模拟对比验证后,对此类节点进行低周反复荷载作用下的一系列有限元变参数模拟分析,研究各种因素对该类节点力学性能的影响.研究结果表明:扩翼式新型弱轴连接节点在低周反复荷载作用下,塑性转动能力能达到0.03 rad以上,塑性铰出现在扩大翼缘的末端,柱子节点域基本处于弹性状态,能较好地满足"强柱弱梁"和"强节点域"的抗震设计理念;我国抗震设计规范中"梁端扩大部分的直角边长比可取为1:2至1:3"这项规定对扩翼式新型弱轴连接同样适用;给出了蒙皮板尺寸的建议取值.     

温室环境智能监控系统

基于嵌入式设备及无线传输模块搭建了温室环境监控系统。利用终端节点采集温室内温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等参数,由主控嵌入式设备进行分析和处理,实现了"人为控制"与"智能控制","单一控制"与"多元控制"的结合。     

梁杆结构稳定性分析的高精度Euler-Bernoulli梁单元

目的推导一种新型Euler—Bernoulli梁单元，克服传统两结点梁单元在梁杆结构稳定性分析中存在的计算精度较低的问题．方法以Euler—Bernoulli梁理论和有限元插值理论为基础，首先使用五次Hermite插值函数和二次Lagrange插值函数构造了三结点Euler—Bernoulli梁单元的横向和纵向位移场；进而依据非线性有限元理论推导了该三结点梁单元的几何刚度矩阵的单元切线刚度矩阵；最后使用静力凝聚方法消除该三结点梁单元的内部结点自由度．结果通过上述推导得到了一种新型的两结点梁单元．它和传统的两结点梁单元具有相同的自由度数量和分布．结论对梁杆结构稳定性分析中的几个典型算例进行了分析，证明此新型梁单元与传统两结点梁单元相比计算精度有了大幅度地提高．     

块——壳罚单元及其在工程中的应用

本推导了正交曲线坐标下的壳单元与直角坐标下的三维块体单元之间的罚单元，成功地解决了不同坐标系和不同结点自由度的组合结构有限元分析问题：     

有限元等参单元退化模式研究

针对结构分析中常遇到单元退化问题,研究二次等参单元的结点与形状退化形式,以及退化单元的收敛性.研究表明,退化单元是完备的,结点退化单元是协调的,形状退化单元是非完全协调的,即在包含了退化结点的边或面上变形是非协调的,其他边或面上变形是协调的.还对单元的应力协调性质作了详细讨论.     

有限元数据前处理的探讨

本文将有限元计算域划分为若干个子域。对于每个子域进行计算网格的自动剖分。探讨了二维计算域的三角形线性元和二次元、四边形线性元和二次元的网格自动生成技术并利用计算机的图形显示技术动态地显示出计算域的分区情况与网格图形。文中方法概念清晰,原理简单,效率较高。     

16-20结点三维退化层合板壳单元

在相对位移板壳单元的基础上 ,巧妙地构造出 1 6— 2 0结点层合板壳单元 .计算结果表明 ,该单元精度和分层单元相同 ,计算效率却高得多 ,在此对具有约束阻尼层的蜂窝层合板进行了振动分析 ,计算结果与试验能很好符合     

九节点Hamilton等参元列式

结合弹性材料修正后的H R变分原理和九节点四边形等参元二次插值函数,建立了九节点Hamilton等参元列式的正则方程.简要地介绍了弹性材料修正后的H R变分原理.基于变分原理使用3×3的高斯积分详细地推导了Hamilton正则方程的九节点等参元列式,使得九节点等参元在有限元法中的优越性与弹性力学Hamilton正则方程的半解析法得到了有机的结合.数值实例的结果证明了本文九节点Hamilton等参元列式的正确性.
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EQUIVALENCE BETWEEN TONG HYBRID PLATE ELEMENT WITH CONSTANT MOMENTS AND NONCONFORMING MORLEY PLATE ELEMENT *

在这篇论文中我们证明了董平常力矩杂交板元与非协调Ｍｏｒｌｅｙ板元具有相同的单元刚度矩阵,因此这两个板元是等价的。     

具有转角自由度的曲面矩形扁壳元

扁壳单元中引入结点转角自由度可以在不增加结点的情况下,增加位移场的阶次,提高计算精度,从而显著地提高单元性能。利用广义协调薄板单元RGC-12的位移函数作为扁壳元的法向位移,利用广义协调矩形膜元的位移函数作为扁壳面的切向位移,构造了一个具有转角自由度的4结点广义协调曲面矩形扁壳元。并通过实例分析对该单元的收敛性和精度进行了验证,数值算例的结果表明,该单元收敛稳定迅速,用较少的自由度就获得了很高的精度,是一个性能良好的壳单元。     

面向对象的有限元程序设计

按照面向对象的程序设计方法 ,遵循有限元分析的本质 ,采用 C 语言 ,建立了有关描述有限元模型的类 ,用链表方式实现结点、单元和材料的数据存放、用多态性实现单元的自由链接 ,方便的实现了单元增减等用传统语言无法实现的功能。据此编制了有限元分析的数值计算程序 ,并给出了一个实例     

三棱柱实体板单元

基于数值流形方法的思想，提出了6节点三棱柱流形元，通过选用合适的节点位移覆盖函数，各位移分量在单元内的插值阶次可以按需要选择，将母单元划分成若干区域，每个区域由同一种材料组成，空腔视为一种特殊材料，单元的刚度矩阵通过分域积分得到，改进后的流形单元适合层合和不规则形状结构的分析，在三维弹性问题的应力一应变关系的基础上引入Mindlin板的假定，得到了适用于板分析的退化三棱柱流形板单元，数值算例表明，单元具有计算精度高的特点，是一个厚薄板通用的单元。