壳体的有限元线法分析(Ⅱ)——数值算例

本文介绍了用前文所构造的任意曲面壳体的四边形有限元线法^[1]单元所作的几个数值算例。算例表明该单元具有精度高、网格适应性好、厚薄通用的特点,采用p收敛技术可顺利克服闭锁,同时获得高精度的位移和内力,是求解壳体结构的一种有竞争力的半解析方法。     

一类双壳结构振动特性的半解析法

以Hamilton正则方程的半解析法为基础,为一类双壳结构的振动特性提出了一种新的数学模型.基本步骤:(1)独立地建立内外壳和连接筋的线性方程组;(2)考虑到内外壳和连接筋的界面上的应力和位移的连续性,联立内外壳和连接筋的方程,从而得到全结构的方程组.主要优点是:采用了同一种Hamiltonian等参元离散壳和连接筋,结构的转动惯性、剪切变形等因素都得到了考虑,而且不限制壳的厚度和筋的高度;该方法象一般的有限元法一样适应复杂的边界条件和由多种材料构成的结构.本文的方法可推广用来研究加筋复合材料或加筋压电材料层合壳及相应的双壳结构的动力学问题.     

平面裂纹应力强度因子的半解析有限元法

利用弹性平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,推导了一个圆形奇异解析单元列式,该单元能准确地描述平面裂纹尖端场。将该解析元与有限元相结合,构成半解析的有限元法,可求解任意几何形状和载荷的平面裂纹应力强度因子及扩展问题。对典型算例的计算结果表明本文方法简单有效,具有令人满意的精度。     

Precise semi-analytical inverse kinematic solution for 7-DOF offset manipulator with arm angle optimization

Frontiers of Mechanical Engineering - Seven-degree-of-freedom redundant manipulators with link offset have many advantages, including obvious geometric significance and suitability for...     

Semi-analytical nanoscale-extended surface tension correlation

Surface tensions (STs) are of critical importance to numerous natural phenomena and practical applications while most existing ST correlations are in the empirical formulations and limited to the bulk phase. In this study, a new semi-analytical correlation based on the perturbation theory from the statistical thermodynamics is initially developed to calculate the STs of the various components in bulk and nanoconfined pores. The newly developed ST correlation is validated to be accurate and generalized in bulk and nanoconfined pores in comparison with the experimentally measured results at a wide range of temperatures. Furthermore, three important patterns with respect to the STs are determined: first, the STs are found to be reduced with the temperature increase but increase when the components become heavier in both bulk and nanoconfined pores; second, the STs of the mixtures tend to be more sensitive to the feed ratios at higher temperatures; last but not least, the nanoscale STs of the pure components are slightly lower than the bulk results at the same conditions.     

基于半解析法的旋转型行波超声电机定子的动态特性分析

采用一种基于Mindlin一阶剪切理论的半解析环形单元来分析结构外形复杂的旋转型行波超声电机定子。对于定子沿圆周分布的齿则采用三维八节点空间六面体等参数单元进行描述,并运用Guyan技术将定子齿单元的刚度和质量凝聚到基体上,不仅反映了齿在空间各个方向对定子动态特性的影响,而且达到了缩减计算量的目的。该模型可方便地计算定子的各阶模态,通过算例和实验说明模型是可行的,可用于电机系统性能预测和参数优化设计。     

轨道交通荷载下饱和地基中波阻板主动隔振研究

对列车-轨道子结构进行简化计算,基于薄层法原理推导了饱和地基的三维动力基本解答,为降低薄层法的计算深度,提高计算效率,对饱和半空间的刚度矩阵进行二阶Taylor级数展开,得到了饱和土的旁轴边界作为薄层法的底部边界;基于饱和土频域边界元法,建立了以薄层法基本解作为动力Green函数的饱和土半解析边界元法。对三维饱和地基模型的WIB主动隔振体系进行了详细的参数研究,得到了轨道交通荷载作用下饱和地基WIB主动隔振的规律。分析结果表明:在轨道交通荷载作用下,在饱和地基设置WIB隔振体系有显著的隔振效果;增加WIB的剪切模量、厚度和宽度均可提高WIB隔振效果,且仅需较小的尺寸即可实现。     

井间示踪测试在剩余油分布描述中的应用

随着油田的开发,井间剩余油分布比较零散和复杂,为了了解和掌握剩余油宏观分布规律,矿场采用了多种监测、描述剩余油的方法,井间示踪测试是其中之一.在对井间示踪测试原理分析,以及前期建立的示踪测试解释模型和方法的基础上,对井间示踪测试在油田剩余油分布描述中的应用进行了研究.首先,通过与商业软件以及解析方法的对比,验证了方法的正确性和实用性.在此基础上,拟合了示踪剂产出曲线,模拟了流场分布,掌握了油层内的非均质情况;依据示踪测试解释结果,调整地质模型,并拟合相关指标,确定了较准确的剩余油分布情况.鉴于目前注水存在的认识不清问题,认为进行示踪测试是十分必要的,因此,方法具有很好的应用前景.     

半解析单元法

本文建立的半解析单元法不用任何刚度矩阵的概念.本方法将给定的弹性体划分为各个单元,并对每个单元分别选定自己的试函数,此试函数满足边界条件和连续条件.本文所提出的方法可广泛的用于解非线性问题和其它问题。     

复合材料结构三维分析的半解析方法

本文将探讨适用于各类复合材料结构分析的一种半解析半数值方法。这种方法比理论分析方法适应性强,易于掌握;又比目前纯数值法计算工作量少,精度高,易于在微机上实现。这类方法的提出与应用,将有助于复合材料力学分析手段的发展。