钢筋混凝土非线性有限元单元疏密对计算结果的影响

利用非线性有限元方法，对钢筋混凝土构件进行计算时，单元划分是必不可少的工作。本文通过对矩形截面钢筋混凝土受弯构件单元疏密的研究，分析了疏密度Ｃ对计算结果的影响。     

平面有限元网格实用划分方法研究

网格的生成是平面有限元计算的前提和基础,但当边界不规则时容易生成劣质单元,对计算造成影响.对比目前较为成熟的四边形网格生成方法,开发出以Visual Basic语言为基础的结构化有限元网格划分程序,生成较为规则的四边形单元.它具有操作简便,网格密度、单元数量可控制,生成的数据简单实用等特点,特别适用于小型结构的有限元分析.     

磁场气隙元有限元分析法

针对常用的有限元分析法在处理含空气隙磁场分布时，若忽略气隙将导致较大误差，或将气隙分划分成很小的三角单元会使有限元方程系数矩阵数增大等缺陷，引入了“气隙元”概念，描述了气隙元法的原理，导出了有限元计算公式，讨论了该法的应用范围及误差产生的原因，并给出了应用实例。     

预应力混凝土异形柱框架结构性能的研究

基于对现有异形柱的研究成果与有关钢筋混凝土非线性力学、预应力结构等基本理论,提出了适用于预应力混凝土异形柱框架这种新结构的非线性有限元分析方法.针对该框架柱截面不规则等特点,对框架作适当的单元划分,运用层合单元、主从系统中位移及力的偏心转化法、子结构法及静力凝聚法,得到简化计算模型.并结合逐步加载自修正法给出了对该新结构进行非线性计算分析的步骤,编制了相应的计算程序.通过给出的算例对计算结果进行了分析,并将它与已有试验成果比较,验证了该方法的有效性.     

建立考虑节点域剪切变形的平面钢框架单元刚度矩阵

目的更精确计算平面钢框架结构在水平荷载作用下的侧移.方法以梁柱为计算单元,基于稳定函数法,在梁柱单元的角位移中计入节点域剪切变形,推导了平面钢框架杆件的单元刚度矩阵.结果采用传统的线弹性框架分析方法得到的水平侧移是不准确的,较实验结果误差为12.12%.笔者考虑了由于节点域剪切变形和二阶效应而导致的结构侧移刚度的降低,推导了单元刚度矩阵,并用MATLAB编制了平面钢框架的计算程序,计算所得的水平侧移,较实验结果误差仅为0.606%.结论采用考虑节点域剪切变形和二阶效应的平面钢框架单元刚度矩阵,所得计算结果与实验结果吻合良好,具有很高的准确度.     

前处理技术在XN2105机体有限元分析中的应用

前处理过程直接决定有限元计算结果的准确性。本详细阐述了Ⅰ-DEAS9软件在采用薄壁干式气缸套的XN2105型柴油机机体有限元分析前处理中实体造型、单元选择、网格划分、单元质量的检查与修理、计算工况的选择及边界条件的确定与载荷施加等方面的具体应用。通过采取整体分块、手动局部加密和自动划分网格相结合等技巧与方法建立了机体的有限元模型，对类似的设计与分析具有借鉴意义。     

有限元双单元法增大截面加固设计方法研究

比较分析了多参数作用下双单元法梁单元模型与实体单元仿真模型的计算误差,阐述了双单元法的优势与不足,分析表明双单元法工程应用具有可行性。基于通用有限元建模技术提出双单元法梁单元增大截面加固快速设计方法,以某圬工拱桥通行特种车辆加固计算为例,阐述了双单元法加固设计思路与设计流程。     

正交异性钢桥面板结构热点应力有限元分析

以正交异性钢桥面板焊接节点为研究对象,对焊接节点焊趾处不同的结构热点应力确定方法进行比较分析.利用有限元软件ANSYS分别建立焊接节点的实体单元和壳单元有限元模型,在焊趾附近区域共划分7种网格尺寸,分别采用直接提取法、表面外推法和结构应力法计算正交异性钢桥面板焊接节点焊趾处的结构热点应力,比较分析不同方法计算结果的精度及对网格尺寸和单元类型的敏感性.研究结果表明,对于不同网格尺寸和单元类型的有限元模型,直接提取法和表面外推法获得的结构热点应力离散性较大,结构应力法计算的结构热点应力具有较好的一致性.     

平面八节点有限元网格生成的位移向量法

在曲边图形的有限元计算中,为了保证计算精度及减小计算规模,提出了一种生成八节点四边形单元的位移向量法,以比例渐变的方式综合考虑了四边形各曲边的格栅点对中间各对应点的影响.为了避免出现奇异性单元,在划分的过程中灵活地应用了比例划分.利用开发的VB和FORTRAN程序对一些模型进行了前处理网格划分和有限元数值计算,结果表明：该方法能简单、快速地生成有限元网格,并且数值结果与解析解良好吻合.     

简支梁动力有限元最后两阶自振频率的误差源

以一简支梁为例,用有限元计算的频率值与频率值的精确解进行比较,结果发现:不管划分多少单元,有限元算出来的最后两阶频率与精确解之间都相差巨大,从建立有限元法的运动方程和定解条件入手和数值拟合的角度详细分析了误差产生的原因。建议在采用有限元计算杆系结构动力反应时,应该对最后两阶自振频率进行相应的处理或者采用比较完善的频率精确解求解技术。     

结构分析的框架单元解法及其应用

建立一种新的结构分析方法－框架单元法，该法将结构划分为楼面结构和各方向的竖向平面结构。每一竖向平面结构根据位移分布规律及结构的几合、物理条件再划分为若干由多层和多跨梁柱或剪力墙组成的模型架单元，使整体结构成为由框架元组成的空间结构，用一般有限元法便可求角结构位移和内力。     

一种快速计算跨音速流动的多重网格有限元素法

非定常方法已能成功地求解跨音速流动问题,但由于收敛速度太慢[1],影响了它在实际中的应用。本文在[2,3]的基础上发展了一种快速的定常欧拉方程解法。采用混合有限元单元来处理跨音速流动中的混合问题。通过对边界条件的精心处理使问题得到很好的适定。一种多重网格有限元迭代法在本文得到了发展,使收敛速度进一步加快。计算结果表明,二元跨音速流场计算仅需数百次迭代就能达到充分收敛、捕捉激波稳定准确,适应性强。表明本方法具有较大的应用价值。     

关于2-D温度场计算的有限元法分析

目的　分析有限元法实现 2 -D温度场计算的一般规则及程序编制技巧 .方法　根据理论分析及实例 ,计算验证上述规则及技巧的正确性及在程序设计中的可行性 .结果　单元、单元节点的编号以及单元网格的形状对 2 -D温度场计算结果的精确度有很大的影响 ;而程序设计的技巧直接关系到计算能否顺利进行 .结论　遵循 2 -D有限元分析的一般原则加上适当的编程技巧 ,可顺利并精确地完成 2 -D温度场的计算     

150型柴油机气缸盖的有限元强度分析

建立了气缸盖及相关零件的三维实体模型,并基于实体模型建立了三维有限元静态分析模型.计算出150型柴油机气缸盖在预紧工况和爆发工况的应力数值,并且通过试验验证了结果的正确性,根据计算结果分析了此缸盖.采用此有限元方法计算的结果准确,计算数据为分析气缸盖的断裂原因提供了依据.     

小波伽辽金有限元法及其应用

小波理论为有限元方法提供了许多不同的基函数和多尺度分析方法，需要根据具体分析问题进行选择,本文首先介绍了Daubechies小波函数、尺度函数，给出了尺度函数高阶导数的改进求解方法、利用尺度函数作为基函数得到了小波伽辽金有限元法．用此方法求解弹性地基上的有限长梁，从结果对比可以看出其解具有良好的精确性和收敛性．此求解步骤可以应用到通常的微分方程求解中．     

深埋地下洞室群动力时程分析中人工边界的设置

针对深埋地下洞室群动力时程分析中建模范围和人工边界设置问题,基于地下洞室群地震波动场的分布特征,提出一种动力时程分析中洞室群模型人工边界的设置方法。该方法允许模型不建至地表,而采用解析法求解地表反射波动场,并通过人工边界入射至模型。基于波场分离原理,使模型四周边界仅透射外行散射波,保障模型四周边界的计算精度。理论试验和实际工程计算表明,该方法计算精度较高,能满足地下洞室群动力时程计算对人工边界的精度要求,同时有效减少模型单元量,缩短动力时程的求解耗时。     

含裂纹结构模态分析的小波有限元法

针对常规有限元在描述裂纹尖端附近应力场方面的不足,提出了基于四边形奇异等参元的小波有限元新方法,该方法将小波有限元和断裂力学理论相结合,建立了含裂纹结构的小波有限元模型,推导了小波单元和裂纹单元的单元刚度矩阵,求解了该结构的前四阶固有频率及振型.将计算结果与ANSYS分析结果比较可知:采用小波单元的求解结果优于900个plane183单元,与1600个plane183单元求解结果吻合,相对误差不超过2%.这表明该方法可用较少单元获得较高计算精度,适宜工程奇异性问题的求解,具有一定的工程应用价值.     

在三维结构分析问题中合适的离散一连续有限元法(续)

对结构分析中的离散-连续有限元法(DCFEM)进行了研究.给出了该方法的运算及变分公式.对于在一个方向物理及几何参数为常量的结构,其离散一连续设计模型是建立在所谓的离散一连续有限元的基础上的.研究了单元坐标的建立、结点未知量的近似表达及单元结点荷载矢量的建立问题.单元的微分方程组是借助于离散-连续有限元特殊广义的块结构刚度矩阵来建立的.建立了局部坐标中的微分关系,形成了常微分方程组多点边值问题的提法,也给出了结构分析中多点边值问题的解析方法.这一方法的主要特点包括其普适性、算法的计算机适应性、计算的稳定性、最终方程组的条件优化特性、系数矩阵的部分Jordan分解特性、计算根矢量必要性的解除.给出了在离散-连续有限元法框架内具有单向约束的结构分析中特殊的迭代法.     

基于KL-Galerkin解法的地下水流动随机分析

为处理二维一般区域和具有复杂协方差函数的地下水流动随机问题，需要提出有效数值方法以求解基于摄动理论的谱分析模型。建立了进行K-L（Karhunen-Loeve）展开的Galerkin有限元方法，推导出任意区域K-L展开和Fredholm方程的矩阵形式和变换公式，研究了KL-Galerkin解法的计算性态。将基于KL-Galerkin解法的水流随机模拟得到的结果与解析解法的结果进行了对比。计算结果表明：文中提出的算法能够准确的模拟含水层中水头、含水量等物理量的分布，同时由于引入有限元原理和数值积分，该算法能够求解二维一般区域和任意协方差函数的随机场问题。