基于Matlab的有限元方法计算机辅助学习系统及其应用

介绍一种基于Matlab的有限元方法计算机辅助学习系统。该系统能够很好地帮助初学者深入了解物理对象的数学建模、有限元方法的理论与计算机数值计算的实施以及它们之间的内在联系。文中给出了应用实例。     

自由曲面建筑一体化造型与优化设计研究

以建立弯曲应力为零、薄膜应力最小的曲面为目标,提出了一种基于计算机辅助几何设计（CAGD）的一体化有限元建模技术与造型优化方法。该方法通过参数联动、模型自动更新等功能,实现了计算机自动进行自由曲面建筑造型的目的。利用软件自身的二次开发功能,建立了一套CAD软件与有限元软件协同建模与造型优化设计系统。该系统包含了三维参数化动态有限元建模中的若干关键技术,如CAD/CAE集成方法、基于应变能的空间结构优化以及有限元模型的参数驱动方法等。该系统可通过调整设计参数（约束条件,空间条件）得到多种合理曲面形态,同时也可以对建筑意图所设定的初始形状进行修改,为基于性能化的自由曲面建筑造型设计提供新的方法。该系统可利用建筑设计所提供的初始曲面形状进行合理的参数定义,在此基础上通过若干次优化修正,改善结构的力学性能。     

有限元分析及其在机械设计中的应用

有限元分析是用来决定复杂机械结构中的应力和变形的一种非常有效的方法,当前用计算机进行的应力分析几乎全部都是以有限元理论为基础的。反过来说,有限元方法的广泛应用也是以计算机技术的发展为其前提。一、有限元分析的基本概念机械结构的有限元模型可以看做是一个弹性系统,当该系统有载荷作用时,系统中所有单元发生变形直到全部力达到平衡为止。对于每一单元,可写出其节点位移和作用力的关系式。现以一平面悬臂梁在集中载荷作用下的变形为例,将该悬臂梁划分为三     

计算机辅助设计深基坑支护体系

在有限元分析的基础上,采用多步分析方法,应用DESSⅡ系统软件实现计算机辅助设计深基坑支护体系。     

二维电阻率成像的有限元解法

为了研究电流线追踪电阻率成像的可靠性,首先开展了二维电阻率成像的有限元方法研究,在传统有限元成像的基础上,做了三方面的研究工作：一,推导了有限元反演方程,从理论上对比了有限元方法和电流线追踪方法获得反演系数矩阵元素的优缺点;二,采用分块压缩的方式求反演系数,节省计算机内存和计算机时间;三,用改进的塞德尔方法快速求解反演方程。从试算的数值模型实例来看,结果比较可靠。     

混凝土桥梁护栏的汽车碰撞有限元模拟及分析

从护栏与汽车的接触角度入手,用计算机仿真的方法系统研究混凝土桥梁护栏的汽车碰撞问题。以数值分析软件LS-DYNA为平台,构建了护栏–汽车的有限元模型,模拟再现混凝土护栏的汽车碰撞过程,从碰撞形态、碰撞速度等角度分析有限元计算结果,通过改变不同的仿真参数(碰撞条件),研究碰撞中的汽车动态响应和护栏的碰撞特性。     

基于电阻抗成像的食品中异物检测仿真研究

为了研究电阻抗成像系统参数对食品内异物成像品质的影响,验证有限元仿真方法能够模拟电阻抗成像硬件系统获取成像数据,利用16电极电阻抗成像系统和有限元仿真方法,通过相邻激励测量模式得到实测和仿真电压成像数据,采用牛顿-拉夫逊算法实现了异物的图像重建,并用图像质量函数D和结构相似度函数SSIM对重建图像进行定量评价。结果表明,计算机仿真方法能模拟电阻抗成像硬件系统,优化成像条件,提高研究效率;迭代次数小时重建图像锐度好,迭代次数到达一定值后,增加迭代次数对成像品质没有影响;对直径为100mm的圆形域,电极宽度为7.5mm时成像效果最好;正则化系数有与电阻抗成像系统条件相匹配的最优值。     

岩石块体数值流形分析网格形成方法之研究

根据数值流形方法的基本理论 ,系统地研究了数值流形元覆盖系统形成的方法。基于平面三角形有限元网格 ,探讨了岩石块体系统数值流形方法分析之数学覆盖和物理覆盖及其流形元分析网格的形成技术 ,研究了覆盖系统两套覆盖编号的自动形成方法。据此研制成计算机分析软件并应用于计算实例 ,取得良好效果。该文所取得的研究成果为数值流形方法应用于大型岩土工程分析与计算奠定了坚实的基础 ,具有广泛的工程应用前景     

商业性有限元分析软件在神威超级计算机上的并行开发

介绍了SW-I超级并行计算机的配置和性能,论述了商业性大型有限元软件Nastran在SW-I超级计算机系统上并行功能开发的思路和实现方案,把Nastran强大的有限元分析能力与超级计算机的高性能计算能力结合起来,扩大了分析问题的规模,提高了分析速度;其次介绍了利用MPI开发的并行计算方法用实际算例验证了新开发功能的正确性和高效性最后对神威机的应用前景进行了展望.     

基于震害的钢筋混凝土框架结构倒塌机理的集成多媒体仿真研究

本文在总结历次实际地震震害特点的基础上,针对钢筋混凝土框架结构的特点,运用面向对象的建模理论建立了一套能模拟房屋倒塌过程的计算机模型,结合钢筋混凝土框架三维非线性动力有限元方法,给出了一种计算机能自动判断局部或整体可动机构的快速算法,并引入可视化技术及多媒体系统集成原理,开发了框架倒塌仿真的集成多媒体仿真系统,对钢筋混凝土框架结构房屋的倒塌机理作了研究,仿真实例表明该系统能较好地再现框架的倒塌过程。