含随机裂纹结构的弹塑性断裂分析

压力容器的失效大多为弹塑性断裂失效,CEGB R6、PD6493、SAPV95等规范都采用J积分参量进行断裂评价。开展了裂纹尺寸为随机变量时的弹塑性断裂分析,讨论了弹塑性的随机平衡微分方程和J积分随机分析方法,推导了裂纹尺寸对[B]矩阵和[Dep]矩阵的影响,编制了弹塑性随机有限元程序,并采用数值方法进行了验证。结果表明,与Morte-carlo方法相比误差为1.05%。     

土坝应力和变形的非线性摄动随机有限元分析

结合土坝应力变形的可靠性分析 ,对二阶非线性摄动随机有限元理论、程序和土性参数随机场的离散技术进行研究 ,推导出邓肯—张模型的一阶和二阶弹性偏导矩阵 ,提出非线性摄动随机有限元的计算方法和研制出相应的程序 ,并对某实际土坝进行了计算 ,计算结果与实测资料较为符合     

邓肯模型参数敏感性分析

模型参数的偏导数及敏感性分析是结构正反分析中的一个重要内容 ,其中又以参数的偏导数计算为关键 .而非线性模型的参数偏导数计算和敏感性分析却一直未能很好解决 .以能较好模拟土体非线性力学行为的Duncan -ChangE -B模型为基础 ,通过分解应力球量与应力偏量 ,导出一个在有限元计算中 ,位移对参数偏导数的数值计算公式 .并通过算例对Duncan模型参数的敏感性进行了分析     

二维弹性随机边界元中的奇异性问题

研究了二维弹性随机边界元问题,讨论了弹性模量、泊松比及载荷为随机变量时的随机边界积分方程的列式与推导,当采用线性单元离散化边界时,计算影响系数矩阵偏导数的对角元时会产生奇异性。推荐了一种方法能解决这个问题,且具有较好的效率和精度。     

沥青混合料粘弹塑性本构关系及大变形有限元分析一般理论

应用Perzyna’s理论和Mises屈服准则建立沥青混合料粘弹塑性本构方程,并扩展到三维方程;应用Newton-Raphson迭代程序的逐步积分方法,获得了小变形粘弹塑性本构理论增量形式和有限元数值方程。基于小变形本构理论,把其应力应变、应力偏量和等效应力分别改用Cauchy应力的Jaumann导数、变形率、应力偏量和等效应力,推导出大变形粘弹塑性增量形式的本构方程和数值方程,建立了沥青混合料粘弹塑性理论体系。     

随机参数板梁组合结构有限元分析的随机因子法

以随机物理参数板梁组合结构为对象,研究了其在随机力作用下的有限元分析方法．利用随机因子法,建立了结构的弹性模量和外载荷同时具有随机性时结构的有限元方程;利用代数综合法推导出结构位移和应力响应的均值、方差的计算表达式．通过算例,分析了结构物理参数和外载荷的随机性对结构位移和应力响应的影响,并验证了文中模型和方法的合理性与可行性．     

多层各向异性地基的初参数解法

本文推导了多层各向异性地基在轴对称表面荷载作用下的位移和应力的初参数解法。所用的方法是Fourier-Bessel积分变换和矩阵递推法。并已将多层各向异性地基的位移和应力的一般表达式编制了计算程序,通过算例验证了该方法的精确性和实用性。     

基于自动微分的随机有限元方法

基于自动微分技术的基本原理,结合有限元分析,提出了一种随机有限元的计算方法。采用Fortran90语言编写了计算模块,可以在计算应力和应变等响应数值的同时,快速准确地计算出应力和应变对各随机参数的偏导数值。应用该方法对高压天然气罐进行了随机结构的响应分析,其结果与蒙特卡洛方法的模拟结果基本吻合。该方法不但可以分析随机参数为载荷和材料特性的随机结构,而且还可以分析随机参数为几何形状尺寸的随机结构,特别适合于一些求不出解析解但可以用有限元计算的工程结构的随机响应分析,为随机有限元的工程应用奠定了基础。     

粘弹性本构关系在注塑模CAE中的应用

比较了微分型、积分型粘弹性构方程的特点,并对二者的等价性进行了证明,对选用的积分型粘性本构方程,根据注塑成型的特点进行简化、修正,并推导其递推公式,便于粘弹性本构关系的有限元计算公式的推导和程序研制,为注塑模ＣＡＥ中塑料残余应力计算和翘曲变形分析提供了理论基础。     

粘弹性本构关系在注塑模CAE中的应用

比较了微分型、积分型粘弹性本构方程的特点,并对二者的等价性进行了证明．对选用的积分型粘弹性本构方程,根据注塑成型的特点进行简化、修正,并推导了其递推公式,便于粘弹性本构关系下有限元计算公式的推导和程序研制,为注塑模ＣＡＥ中塑件残余应力计算和翘曲变形分析提供了理论基础．     

薄壁覆盖件结构优化中敏度分析的研究

分析了在薄壁覆盖件结构优化中应力敏度和位移敏度的计算方法 ,利用有限元法进行结构分析和敏度计算 ,推导出敏度的计算公式 ,并应用于薄壁覆盖件的结构优化设计 ,得到了满意的结果 .薄壁覆盖件的有限元分析采用了板单元和梁单元 ,应用实例的计算结果表明 ,应力敏度、位移敏度等的计算方法准确、可靠     

线弹性结构的高阶摄动随机有限元法

计算精度和误差控制是摄动随机有限元法在数值计算中的重要问题。根据随机理论和摄动有限元方法,推导了随机变量均值和n阶中心矩的计算公式;提出了摄动随机有限元实施过程中精度的控制方法,能够在计算结构响应均值和方差之前就分别确定计算结果的精度;研究了摄动随机有限元0~n阶递推方程组计算列式;运用高阶摄动随机有限元方法对受轴向拉力的一维线弹性杆进行了分析,结果表明：与二阶摄动法相比,n阶摄动技术能有效地改进计算精度。     

复合断裂中的回路积分J与应力强度因子的关系

本文从J的回路积分定义出发,推导了复合断裂情况下平行和垂直于裂纹的J值与应力强度因子的关系。本结果可满意地用于计算机有限元的分析。     

随机参数桁架结构的有限元与可靠性分析

对随机参数桁架结构在随机荷载作用下的有限元分析方法进行了研究.分别或同时考虑了结构的物理参数、构件的几何尺寸和作用荷载幅值等的随机性;应用代数综合法,对结构位移和应力响应随机变量的数字特征计算表达式进行了推导,进而得到结构各响应量的可靠度指标.通过算例表明文中提出的基于概率的随机桁架结构分析与可靠性分析方法的合理性与可行性.     

分数导数粘滞阻尼器减震结构的随机地震响应与等效阻尼

对分数导数粘滞阻尼器单自由度耗能结构的随机地震响应与等效阻尼进行了系统研究。建立了结构运动方程;应用随机平均法,将结构响应幅值近似为扩散过程,获得了结构位移与速度联合概率密度函数和位移、速度响应方差的解析解;基于与随机平均分析完全相同的等效准则,建立了可直接应用反应谱法的上述阻尼器的等效阻尼计算公式,算例分析表明了所得公式的合理性。     

基于随机因子法的桁架结构有限元热分析

对随机参数桁架结构在随机外界温度场作用下的分析方法进行了研究.基于有限元方法,利用随机因子法建立了桁架结构的物理参数、几何参数和外界温度场分别或同时具有随机性时的结构有限元方程,应用求解随机变量函数统计矩的代数综合法对结构响应(位移和热应力)的数字特征计算表达式进行了推导.通过数值算例,分析了各种随机参数的随机性对结构位移和热应力响应的影响,并验证了文中模型和方法的合理性与可行性.     

轴对称弹塑性体安定分析的边界元法

本利用几何关系、物理关系及平衡关系推导出轴对称问题弹塑性边界积分方程中四阶张量，给出计算内部点位移率、应力率及边界应力率计算公式，并对弹塑性体进行安定分析。     

飞行器空间梁板结构系统可靠性分析

为了使飞行器可靠性指标的计算模型更符合实际结构，采用合成梁元与加筋板格元(SP)来模拟飞行器三维空间结构．同时考虑材料的强度、梁元件截面积、板元件厚度和外载荷均为随机变量，推导了结构节点位移对随机变量导数的公式，并应用随机有限元、结构可靠性基本理论进行了结构可靠性分析．最后采用Visual Fortran编制了相应的软件，对某飞行器翼盒结构进行了计算，结果表明该方法对飞行器结构可靠性分析具有重要的作用．     

结构可靠性分析的随机边界元法

本文基于随机边界元法建立了随机结构可靠性分析的一般步骤。对于含有随机几何或材料参数的弹性体在随机外载及随机边界条件下可以用随机边界元法求出边界位移或面力的均值和协方差，并进一步可求出内部点位移和应力的均值和协方差。随机边界元法和一阶二次矩方法结合则可分析随机结构的可靠性。本文给出了矩阵形式的随机边界无法分析结构可靠性指标的具体步骤，通过两个数例的计算，验证了给出的步骤的有效性，得到了一些有益的结果，进行了相应的分析讨论。     

混凝土重力坝边界元可靠度计算

采用对基本随机变量求偏导数的方法建立随机边界积分方程,并具体应用于混凝土重力坝,考虑了坝体材料参数、上游水位和坝基面抗剪断摩擦系数等随机因素。算例分析表明,本文的随机边界元法对诸如混凝土重力坝的大体积建筑物的可靠度分析具有输入数据少,计算结果精度高等优点。