具有初始弯曲的框架结构EFG法分析

以具有初始弯曲框架结构为研究对象,在非线性连续介质力学有限形变理论的基础上,通过最小二乘法,采用无网格伽辽金法推导出具有初始弯曲梁柱非线性刚度矩阵,建立了相应的EFG法离散化系统方程,采用实际算例,将本文分析结果与有限元分析结果进行了对比,验证了本文方法的实用性和可靠性.     

正交各向异性弹性力学问题的无网格解

将无单元Galerkin方法应用于正交各向异性弹性力学问题的求解,推导了相关公式,编制了相应程序,对受均布荷载作用的正交各向异性两端固支梁进行了分析.数值结果表明,所建立的正交各向异性弹性力学问题的EFG方法可以得到高精度的位移解和应力解,验证了该方法的正确性和有效性.此外,还对影响计算精度的dmax、惩罚因子和布点密度进行了精细的参数分析,为参数选择给出了建议.     

腐蚀电场的力学化学耦合模型

为研究弹塑性变形对舰船腐蚀电场的影响,针对船体表面的腐蚀缺陷,利用COMSOL仿真软件中的固体力学和二次电流分布模块建立了腐蚀电场的力学化学耦合模型,使用顺序求解器分别对两个物理场进行求解,将固体力学模块仿真得到的结构应力应变耦合到电极反应的平衡电位和交换电流密度表达式,并以此作为二次电流分布模块的边界条件.研究结果表...     

基于无网格伽辽金法的非线性流动数值模拟

基于无网格伽辽金方法针对典型的非线性流动问题进行数值研究,对Navier-Stokes方程使用Galerkin方法离散,方程中的惯性项分别采取速度项提出法和直接推导法进行离散,使用罚函数法施加压力和速度边界条件,建立了基于EFG法的二维N-S方程的离散形式。针对定常非线性流动问题,对矩形域上下平板相向运动流动进行数值模拟,结果表明该方法求解精度比较高,计算误差不超过3.66%;针对非定常非线性流动问题,采取θ加权法对N-S方程中的时间项进行离散,建立了EFG法非定常求解方程。以方柱绕流问题为例,证明了文中所建立的非定常算法的精度及收敛性。     

实验固体力学在混凝土断裂方面的应用研究

综述了实验固体力学及其在混凝土断裂方面的研究现状.介绍了实验固体力学的一种光学测量新方法———数字电子散斑干涉法以及时间相移技术和空间载波变换技术.采用上述方法对带预制裂缝的混凝土三点弯曲梁进行了断裂特性的实验研究,测定了不同荷载作用下断裂过程区位移变化和裂缝张开口位移.将实验研究结果与有限元计算结果进行了比较,二者吻合得较好.实验研究表明,时间相移及空间载波变换数字电子散斑干涉法是进行混凝土损伤断裂特性研究的一种有效实验方法.     

无网格法中边界畸变的控制与计算效率的提高

分析比较了常用的2种无网格法的形函数，即采用光滑粒子流体动力学（SPH）法与移动最小二乘（MLS）法构造的形函数，指出SPH形函数在特定情况下易在边界处产生畸变的原因，并提出了在边界外围设置虚节点以改善边界畸变的方法.分别通过配点法和无网格Galerkin（EFG）法计算了一维和二维算例，讨论了不同的边界条件处理方式对计算精度的影响，结果表明Lagrange乘子法处理边界条件的精度比点插值法高.在EFG法的一维悬臂梁算例分析中，讨论了节点支撑域半径和高斯积分阶次对计算量和计算精度的影响.分析表明，当使用单点高斯积分时，节点支撑域的变化易导致计算结果不稳定，提高高斯积分阶次能够降低计算结果对节点支撑域大小变化的敏感性并提高计算精度，但同时增加了计算量.     

多材料开口薄板弯曲问题无网格分析

无网格方法计算含裂纹多材料薄板弯曲小变形问题具有节点自由度少,计算模型容易建立的优点.针对含有长直裂纹、材料界面开裂的双材料方形薄板问题,利用无网格伽辽金(EFG)方法进行计算分析,结果表明,无网格EFG方法使用更少的节点能够达到与有限元方法相近的计算精度.     

求解固体力学反问题的广义边界控制方法

基于广义边界控制方法和有限元方法,探讨了一类固体力学反问题的数值求解方法.将柯西反问题转化成线性代数方程组,得到一个求解此类柯西反问题的直接算法.为克服测量数据中随机扰动带来的不适定性,得到一组稳定的解.此外,还应用Tikhonov正则化方法,并用L曲线法为正则化方法选取合适的正则化参数.数值实验结果表明,基于有限元方法的广义边界控制是稳定且有效的.     

EFG法解抛物型偏微分方程的半离散误差估计

在“椭圆Galerkin投影”算子及EFG法误差估计的基础上,对用EFG法解抛物型偏微分方程的数值解与精确解之间作了半离散的误差估计。半离散的误差估计表明所给出的误差界限关于r的阶是与子空间Sb的逼近阶相一致的。     

功能梯度弹性材料的无单元Galerkin分析

将无单元Galerkin方法应用于功能梯度弹性材料的力学分析,推导了相关公式,编制了相应程序,对受均布内压和外压作用的梯度圆环进行了计算.数值结果表明,该功能梯度弹性材料力学分析的EFG方法可以得到高精度位移解和应力解,验证了该方法的正确性和有效性.此外,还对影响计算精度的dmax、惩罚因子和布点密度进行了精细的参数分析,为参数选择给出了建议.     

有限点法及其在固体力学中的应用

本文提出了一种新的数值方法来解决固体力学问题。首先求出了局部区域的近似解析解。然后利用近似解析解和能量泛函取极小值的原理,处理了各种边界条件。本法避免了有限差分法。有限分析法,有限单元法和边界单元法的一些缺点,吸收了它们的一些优点。计算实例表明有限点法在计算精度和效率方面对数值法是一个明显的改进。     

固体力学边界元法中若干数学与理论问题的分析

本文对固体力学边界元法中二维奇异积分方程的可解性进行了分析。证明二维纳维叶奇异积分方程的“符号行列式”为△=ν(2-3ν)/(1-ν)~2。对一般工程材料的ν而言(0<ν≤1/2),△>0,奇异积分算子的“指数”为零,因而这奇异积分方程是可解的。同时,证明了其解的存在与唯一性。其次,从纳维叶算子的边界积分方程出发,由边界元直接法公式可导出不同的间接法公式,这说明边界元法的直接法与间接法在理论上是等价的。通过实例,对直接法与间接法进行比较与分析。最后,指出了它们之间的差别。     

异型箱梁桥受力特点分析

分析了异型桥梁的特点及其与普通箱梁在受力特性上的差异,介绍了异型桥梁的空间分析方法,主要包括梁格法、板单元法、实体单元法;以某异型箱梁桥为背景工程,结合相应的空间计算理论,分别采用以上方法对其进行计算分析,得出异型桥梁在外力荷载及预应力荷载作用下的受力特点,为设计者提供参考.     

沥青路面多裂纹断裂分析

沥青路面通常在表面裂纹和基础裂纹共存状况下服务。基于断裂力学理论,采用无网格伽辽金/有限元耦合法,对同时含有面层表面裂纹和基层底面裂纹的沥青路面进行了断裂分析,研究了行车荷载行驶过程中裂纹尖端应力强度因子的变化规律。结果显示,在车轮荷载行驶通过基层底面裂纹上方的过程中,基层底面裂纹的复合型应力强度因子K＊存在一个最大极值,且这个最大值不是出现在车轮荷载位于基层正上方的时候;表面裂纹的应力强度因子K1和K2随着交通荷载驶近表面裂纹而逐渐增大,而且增大的速率也逐渐上升;相对于基层底面裂纹,表面裂纹受荷载位置影响更显著。     

计算力学的研究现状与发展前景

对计算力学的研究现状作了分析 ,介绍了计算力学中的主要方法 ,其中包括有限差分法、有限元法、边界元法、加权残数法和有限元线法等。又从算法的研究方面讨论了计算力学的研究进展 ,并探讨了计算力学今后的发展趋势。     

基于FE/EFG耦合算法的虚拟裂纹闭合法

在裂纹附近区域采用无网格伽辽金(EFG)节点,其余区域采用常规有限单元(FE)节点进行数值离散并求解,获得含裂纹构件的位移场。在裂纹尖端及其附近设置局部辅助有限单元区域,用于求解裂纹尖端处的2个特征参数:裂纹尖端节点力以及靠近裂纹尖端处裂纹面的位移。由这2个参数得到裂纹尖端处的应变能释放率,进而求得相应的应力强度因子,此方法为计算应力强度因子的EFG虚拟裂纹闭合法。数值算例表明,采用EFG虚拟裂纹闭合法能够有效计算裂纹尖端处的应力强度因子。     

数字散斑相关方法的原理及土木工程应用简介

数字散斑相关方法(DSCM)是一种全场、无接触、高自动化和高精度的光学变形测量方法,与其它变形测量技术相比数字散斑相关方法有其独到的优越性能。经各研究学者不断的研究改进,数字散斑相关方法的理论逐渐完善,作为一种固体材料表面变形测量方法,在固体力学的实验中广泛应用,同时在土木工程变形测量中得到较快的发展。本文对该方法的基本原理、模型及决定测量精度的因素进行了简单介绍,同时对其在土木工程中的应用进行了概述。     

加权残数法在岩土力学中的应用

由于加权残数法是解决岩土力学问题的一种行之有效的数值方法,且因其较以有限元法为代表的一类数值方法更为灵活方便,在解决岩土力学问题时具有更多的优势,因此本文在简要地介绍加权残数法的有关概念、方法基础上,给出其在岩土力学领域中的几个应用实例     

弹性力学问题的无网格方法

采用移动最小二乘近似方法 ,给出了场变量的近似表达形式 .利用修正的变分原理 ,给出了一种易于实施的求解弹性力学问题的无网格方法 .对权函数及其参数的选取进行了有益的探讨 .算例验证了方法的可行性 ,数值计算结果与解析解非常接近 .