电磁对偶元伪解的消除

将频域电磁场的基本方程导向对偶方程形式,并给出了推导电磁场有限元所需相应的对偶变量变分原理后,变分原理被积函数可导向对于对偶变量为对称的形式．对偶变量有限元推导可避免所谓的C1连续性问题．采用对偶变量离散分析了共振腔本征值问题,离散后再消去一类变量就可导出普通的广义本征值问题而求解．但因散度为零的方程是由变分来满足的．而变分函数选择并未刻意排除散度非零的场,故会出现很多本征值为零的伪解．本文采用奇异值分解将全部伪解预先加以排除．算例表明了排除伪解算法的有效性。     

基于改进遗传算法的水轮发电机振动荷载参数识别

根据水轮发电机现场振动测试实验数据,采用改进的遗传算法研究了水轮发电机运行过程中振动荷载反演问题。与传统的参数反演方法相比,遗传算法并不是基于对目标函数梯度方向搜索,而是在解的整个区域随机搜索.将遗传算法与模拟退火算法相结合,提高了种群在进化过程中个体多样性,可以有效地防止简单遗传算法早熟问题。同时,将遗传算法与梯度优化方法相结合,使得混合型遗传算法有效地解决了梯度算法局部极小问题和简单遗传算法的收敛速度慢问题。工程实际应用表明,采用本文所建立改进遗传算法所反演的水轮发电机振动荷载参数,预报其它振动观测点的位移具有较高的预报精度。     

碳纤维增强镁合金层合板及其基本力学性能

对碳纤维增强镁合金金属层合板FML(Fiber Metal Laminates)进行了初步的探索和研究.在几种不同层数和体分比下,制备了碳环氧/镁合金层合板这种轻型结构材料,通过对这种新材料的初步力学性能的试验测试,给出了碳纤维增强镁合金金属层合板的应力-应变曲线,以及强度极限、弹性模量与纤维/环氧复合材料百分含量的关系.     

电磁对偶元的子区域分析

点基类有限元在处理不同介质电磁场问题时,将面临不同介质界面处场分量不连续的困难,本文提出子区域分析方法,可以有效地解决这一问题。从电磁场对偶变量变分原理出发,结合新近开发的电磁对偶元,详细说明了电磁场的子区域分析方法。在子区域的层次区分内部及出口变量并首先将内部变量消去,子区域提供分界面出口变量的动力刚度阵,最后通过子区域的拼装得到整个问题的求解方案。数值算例显示了本文算法的必要性和有效性。     

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。     

Ⅰ型和Ⅱ型Dugdale模型解析元列式及其半解析有限元法

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,推导了两个圆形奇异超级解析单元列式,这两个超级单元能够分别准确地描述Ⅰ型和Ⅱ型Dugdale模型平面裂纹尖端场。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Ⅰ型或Ⅱ型裂纹基于Dugdale模型的裂纹尖端塑性区尺寸和裂纹尖端张开位移(CTOD)或裂纹尖端滑开位移(CTSD)的计算问题。对典型算例的计算结果表明方法简单有效,具有令人满意的精度。     

基于平面弹性-板弯曲比拟理论的Wilson型板弯曲单元

应用平面弹性板弯曲比拟关系,可以避开1c连续性的困难,为板单元的构造提供了一种新的途径。这一新方法已成功地将一些平面弹性协调单元转化为新型板弯曲单元。根据比拟理论将著名的平面弹性Wilson元QM6转化为板弯曲单元,从而将新方法应用到平面弹性非协调元。单元构造简单,数值结果表明具有很好的收敛性和精度。     

具有内衬的缠绕容器缠绕层等张力设计的迭代搜索

基于本文作者已提出的模拟具有金属内衬缠绕容器缠绕过程的有限元策略或者其它一些简化的解析公式,发展了一种确定具有内衬缠绕容器实现等张力状态的预拉张力过程的迭代方法。以典型钢带或碳纤维缠绕的圆筒压力容器为例进行了数值分析。结果表明:采用本文中的方法可以通过可控的缠绕预拉张力工艺过程达到在缠绕工艺结束后实现压力容器等张力状态。      

具有内衬缠绕式压力容器缠绕过程的有限元模拟

根据具有内衬缠绕式压力容器缠绕过程和有限元分析的特点,提出虚-实结合逐层实化的有限元分析策略,模拟其缠绕工艺过程,将单元划分为虚实两类,实单元采用真实的材料常数,虚单元采用很小的刚度,使其不影响计算结果;在考虑缠绕新一层缠绕带时,将该层绕带的单元刚度取为真实刚度,即将其“实化”;缠绕过程中缠绕带的缠绕张力采用温度参数法控制,使其达到预定值.该方法简便、灵活,适用于复杂形状的容器分析.对圆筒容器的数值分析结果表明,文中的方法与已有的简化解析方法相比具有可靠的精度.     

一个基于膜板比拟理论的四节点十六自由度的平板壳单元

应用膜板比拟关系,可以避开1c连续性的困难,为板单元的构造提供了一种新的途径,并已成功地构造出一系列相应的板单元。本文提出了一个四节点十六自由度的平板壳单元,该单元由平面四节点理性元RQ4(膜部分)和由膜板比拟理论构造的一个四节点八自由度的板单元(弯曲部分)构成。该单元构造简单,自由度少,数值结果表明具有良好的收敛性和精度。