梁板壳有限单元中的各种闭锁现象及解决方法

对梁元和板壳单元中存在的各种闭锁现象进行详细的分析，对现有的一些解决方法的优劣性进行比较，以使人们对闭锁现象有更深入的认识，并能有效地消除或减轻它们的不利影响.分别在二维、三维梁元与板壳单元有限元公式中引入Hellinger-Reissner混合函数或降阶积分，以减轻或消除闭锁现象对单元计算精度的不利影响.通过4个算例来阐明闭锁现象随单元受力情况、单元厚度、单元网格划分的不同而对结构非线性分析结果所带来的不同程度的影响. 结果表明，闭锁现象对结构的数值分析结果影响显著，对以受弯为主而膜应力很小甚至为零的单元，膜闭锁现象非常严重，而对薄壁单元，剪切闭锁的影响特别严重；采用单元的混合公式或在协调元中采用降阶积分，可有效地消除单元的各种闭锁现象和插值函数的误差对单元计算精度带来的不利影响，能使单元计算精度和计算效率得到显著改善.     

球形吸附剂颗粒扩散方程的数值求解

对于速率控制的变压吸附过程而言，吸附剂颗粒上的扩散方程求解十分关键．采用有限差分法数值求解扩散方程，分别利用等距网格和等体积网格划分计算区域．结果表明，当网格节点数较少时，等体积网格比等距网格具有更高的计算精度．当球形计算区域网格节点足够密时，节点在计算区域的分布对计算结果影响小大，从而等距网格和等体积网格都可以达到较高的计算精度．     

无奇性边界元法域内积分处理的一般方法

对某些控制微分方程是非齐次的问题应用边界元法时,将会在边界积分方法中出现域内积分.尽管通过划分区域计算这些域内积分并不增加未知量的个数,但将使边界元失去无需划分内部网格的优点.本文总结了目前处理域内积分的一些方法,给出了把无奇性边界元域内积分化为边界积分的一般方法。这种方法应用方便,适用性强,精度容易控制。     

超限映射法的四边形网格划分技术研究

针对在有限元网格划分中进行网格映射的时候出现的映射精度方面的问题,通过引入数值传热学中的无限插值法即超限映射法来实现计算平面对物理平面的精确逼近,提高了网格划分的精度以及单元网格的性态重量,并较为系统地介绍了边界离散、节点编码以及网格质量光顺的方法,最后给出了应用实例.     

16MnR二维弹塑性J积分计算方法研究

针对我国常用压力容器用钢１６ＭｎＲ长屈服增台，屈服后又明显硬化的特点。采用拟牛法编制了微机用二维弹性Ｊ积分计算有限元程序，并进行了精度考核，在非线性方程组的求解方法上，采用了拟牛顿法，并且根据积分围线的不同定义，分别沿单元边界积分和沿单元内高斯点积分计算Ｊ积分。数值算例表明：拟牛顿法有效了提高了非线性方程组的求解速度，其精度与ＥＰＲＩ法相比，偏差在５％之内，而且是偏于安全的，基于符合工程要求。     

钢箱梁横隔板-U肋交接部位疲劳应力有限元分析

为探索钢箱梁横隔板-U肋交接部位疲劳应力(包括焊接接头热点应力以及钢板母材疲劳应力)的有限元分析方法,采用ABAQUS分别建立钢箱梁体壳混合有限元模型和纯板单元模型,计算轮载作用下的构造疲劳应力,分析了单元类型、网格精度及表面外推方法对计算疲劳应力的影响.得到以下结论:1)单元类型与网格尺寸是构造细节计算疲劳应力的主要影响因素,外推方法对热点应力也存在较大影响;2)热点应力计算建议采用高阶的四面体或六面体单元,局部单元网格划分至1/4板厚;3)采用表面外推法计算焊趾热点应力时,应力取值点宜位于距焊趾0.5t(t为板厚)以外,建议采用DNV等船级社推荐的三点二次外推法,该结论对于焊缝a类、c类热点均适用;4)对于弧形切口母材局部应力,采用体单元时单元应划分至1.3mm,采用板单元时应划分至0.3mm,板单元计算应力较体单元普遍偏小,建议采用二阶体单元以准确模拟板厚方向的非线性应力分布.     

位移法计算半椭圆表面裂纹应力强度因子影响因素分析

借助有限元分析软件ABAQUS建立含半椭圆表面裂纹有限厚度板有限元模型,根据计算得到的相关节点位移分别采用Chen-Kuang公式、Shih公式和1/4节点位移公式计算半椭圆表面裂纹应力强度因子,考察单元类型和裂尖附近区域网格参数变化对3种位移法计算应力强度因子精度的影响,根据计算结果给出各网格参数的合理范围。结果表明,3种位移法中Chen-Kuang公式计算结果波动最小;二次六面体全积分单元C3D20和二次六面体减缩积分单元C3D20R计算结果一致性良好,减缩积分单元计算结果受网格参数影响较小。文中的方法和结论可用于复杂工程结构中三维裂纹应力强度因子计算。     

紧凑拉伸试样加载孔对裂纹的干涉作用

通过增量理论弹塑性有限元计算,对比分析了带和不带加载孔ＣＴ试样Ｊ积分之间的差异,提出裂纹长度与试样宽度之比大于等于０．６时,可完全忽略加载对Ｊ积分的干涉作用,另餐,采用ＣＴ试样讨论失效评定曲线时也应考虑加载孔的干涉作用。     

面向绝对节点坐标梁单元的数值积分精度研究

数值积分方法对绝对节点坐标有限单元的计算效率和精度有很大影响.针对绝对节点坐标梁单元,提出基于一阶导数的数值积分方法和复合高斯积分方法,并通过实例仿真与高斯公式的求解结果进行比较.结果显示,当泊松比等于0时,复合高斯积分方法只需2个高斯点就可得到精确结果,而高斯方法需4个高斯点;当泊松比等于0.3时,高斯方法的求解精度远低于复合高斯积分方法.另外,基于一阶导数的数值积分方法与划分到6个子区间的复合高斯积分方法的计算精度相当.     

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.     

集成型反时限馈线过流保护装置研制

本文介绍集成电路构成的具有反时限特性的低压馈线过流保护装置．这种保护装置按电力系统中常用的GL系列型过流继电器技术规范设计，技术上具有动作特性稳定，参数整定简单，调试维护方便，运行可靠等优点，设计中重点考虑了装置的现场抗干扰能力．     

计算机辅助网格拼接技术

映射法生成网格一般先分片生成网格，然后不同片上网格拼到一起。此时涉及兼容性问题。本文研究了获得兼容性拼接网格的拼接技术，分三种情况：两片皆为三角形网格、一片为三角形网格，而另一片为四边形网格、两片皆为四边形网格。编制了程序并用数值例子作了验证。     

光贴片法在复合材料构件中的应用

论证了光贴片法在复合材料构件中的应用，推导出了用贴片法计算复合材料构件边界处及表面任意点处的主应力和主应变计算公式．用电测法和光贴片法对５ｋＷ风力发电机的桨叶（正交复合材料制成），进行了静载强度测式．测得的结果相近．     

板件在单轴往复荷载作用下非线性屈曲分析的有限元法

本文根据板壳非线性有限元的基本理论，考虑几何和材料双重非线性，导出了分析板壳非线性问题的曲壳有限元法，并编制了计算程序。文中考虑了初始缺陷的影响，对板件在往复荷载作用下屈曲后性能和全过程性状进行了计算分析，并与试验结果进行了比较。     

An h-adaptive numerical manifold method for solid mechanics problems

The numerical manifold method(NMM) features its dual cover systems, namely the mathematical cover and physical cover,which provide a unified framework for mechanics problems involving continuum and discontinuum deformation. Uniform finite element meshes can be and are usually used to construct the mathematical cover. Though this strategy can handle different kinds of problems in a unified way, it is not economical for cases with steep deformation gradients or singularities. In this paper, using the recovery-based error estimator, an h-adaptive NMM on quadtree meshes is proposed to deal with such cases. The quadtree meshes serve as the mathematical meshes, on which the local refinement is carried out. When the quadtree meshes are refined,the corresponding mathematical cover, physical cover and manifold elements are updated accordingly. To handle the hanging nodes in the quadtree meshes, we resort to mean value coordinates. Comparing to the refinement based on manifold elements,the proposed strategy guarantees consistent structured meshes throughout the adaptive process, thus retaining the unique feature of original NMM. In contrast with polygonal finite element method, an advantage of the proposed method is that the meshes do not need to conform to the crack face and material boundary, which means the adaptive NMM is very suitable for problems with complex geometric boundary. Several representative mechanics problems, including crack problems, are analyzed to investigate the effectiveness of the proposed method. It is demonstrated that the proposed adaptive NMM has higher accuracy and better performance comparing to uniform refinement strategy.     

光学稳象、广义光学稳象

本文将光学稳象方法抽象为稳象模式,建立起稳象数学模型。该数学模型不只对纯稳象系统有用,它可用于分析研究任何动态光学系统象面运动与光学元件运动之间的关系。     

面向对象的用户界面开发环境的研究

该用户界面开发环境是以Ｘ－ＷＩＮＤＯＷ为开发环境，采用面向对象技术，通过可视界面编辑技术建立用户界面的成分，通过修改其相应的属性来设计用户界面，系统提供了三个用户界面工具，能够实现较复杂的界面控制，为仿真软件的界面设计提供了良好的支撑。     

An <Emphasis Type="Italic">h</Emphasis>-adaptive numerical manifold method for solid mechanics problems

The numerical manifold method (NMM) features its dual cover systems, namely the mathematical cover and physical cover, which provide a unified framework for mechanics problems involving continuum and discontinuum deformation. Uniform finite element meshes can be and are usually used to construct the mathematical cover. Though this strategy can handle different kinds of problems in a unified way, it is not economical for cases with steep deformation gradients or singularities. In this paper, using the recovery-based error estimator, an h-adaptive NMM on quadtree meshes is proposed to deal with such cases. The quadtree meshes serve as the mathematical meshes, on which the local refinement is carried out. When the quadtree meshes are refined, the corresponding mathematical cover, physical cover and manifold elements are updated accordingly. To handle the hanging nodes in the quadtree meshes, we resort to mean value coordinates. Comparing to the refinement based on manifold elements, the proposed strategy guarantees consistent structured meshes throughout the adaptive process, thus retaining the unique feature of original NMM. In contrast with polygonal finite element method, an advantage of the proposed method is that the meshes do not need to conform to the crack face and material boundary, which means the adaptive NMM is very suitable for problems with complex geometric boundary. Several representative mechanics problems, including crack problems, are analyzed to investigate the effectiveness of the proposed method. It is demonstrated that the proposed adaptive NMM has higher accuracy and better performance comparing to uniform refinement strategy.     

四边形网格被直线切割的混合调整法

某给定区域的四边形网格被一给定直线切割后，有的四边形被切割成非四边形，舍去直线一侧的网格而保留直线另一侧的网格，为使有限元计算能继续进行下去，必须对保留的部分中靠直线附近的作局部调整。本文首次分析了四边形网格被直线切割的各种几何特征，并针对每种几何特征给出了相应处理办法，编制了程序。数值例子证明本算法是可靠实用的。     

基于二维非结构网格的GMRES隐式算法

将广义极小残差GMRES(Generalized Minimum RESidual)隐式算法应用到二维非结构网格上,并结合LU-SGS(Lower Upper-Symmetric Gauss-Seidel)方法对所求解方程组的残值向量进行预处理,发展了一套高效、可靠的二维Euler方程的求解器。NACA0012翼型和某四段翼型的2个算例,表明该隐式算法的计算效率要比传统的四步Runge-Kutta显式算法高出几十倍,与LU-SGS隐式算法的效率相比,该算法的效率高出近1个量级。应用了重启型的GMRES算法,并对2种构造系数Jacobian矩阵的方法进行了比较。