单自由度时空有限元法

来源 :北京力学会第十九届学术年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lbwang2009
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  本文提出了单自由度时空有限元求解结构动力响应的基本步骤,并对比了时空有限元法和传统计算结构动力响应的方法:Newmark法、中心差分法的收敛性。
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研究了断裂构件在承受相同载荷的情况下,不同的划分网格方法对裂纹尖端处的应力强度因子的影响。研究表明,应力强度因子的大小与网格的疏密程度有关,并且与是否考虑裂纹尖端的奇异性有关。当通过奇异性处理裂纹尖端时,得到的应力强度因子的值为最大。
本文对厚壁球壳在内表面有温度场及压力共同作用下的情况进行了理论分析,给出了在整个球壳内的应力分布,并得到了在球壳内表面由弹性进入塑性时的临界载荷曲线。
基于广义多极子技术提出了用于计算具有任意形状夹杂的二维声子晶体标量波带结构的多重单极法。该方法中除了引入用以展开波场的点源外,在适当位置又额外引入一个单极点源作为激励。改变激励的频率,特征频率则以一个适当选择的响应函数极值的形式确定。通过遍历所要计算的频率范围及第一不可约布里渊区(FBZ)的边界即可得到带结构。通过与有限元法(FEM)的结果比较表明该方法可以准确地计算非圆夹杂的固/固体系声子晶体的
焊锡接点力学性能的拉伸实验得到的载荷-位移曲线中,位移是指实验机上下夹头间的相对位移,包含焊料和母材二者共同的伸长量。为了能准确的得到焊料的应力-应变曲线,需要考虑母材伸长量在总伸长量中所占的此例,如果超过了一定的范围,则应将其分离。
基于模拟排水孔列的延长渗径法,针对现有附加渗径公式适用的局限性,提出适合于多种介质的附加渗径计算公式。对典型的溢流型和逸出型排水孔列的算例进行渗流场有限元分析,并与单个排水孔都模拟的计算结果进行对此,结果表明,延长渗径法是模拟排水孔列的简单而有效的方法。
大型柔性空间结构在轨运行时受到太阳和地球热流载荷的作用,将会发生热诱发振动。本文提出了一种诱发振动的主动控制方法,该方法对结构施加控制热流从而在结构内部产生受控温度梯度,利用受控温度梯度产生的热应力对结构的热诱发振动进行控制。基于傅里叶温度单元,本文推导了热-结构动力学状态方程,采用线性二次型最优控制理论优化设计各加热片的热流。数值算例表明本文提出的热诱发振动的温度控制方法可以有效地抑制空间辐射热
对SFZ-31500KVA型电力变压器的主绝缘结构进行了优化设计,以主绝缘距离为目标函数,以油隙宽度、纸板的厚度、纸板层数、电场强度等参数为设计变量,建立数学模型,采用序列二次规划、复合形法等方法对优化数学模型求解,得出最优解,确定出出纸筒厚度,油道宽度,油道个数,从而计算得到对应的主绝缘距离。
可离散有限元法是将有限元法与离散元法有机结合,用于分析连续体破裂问题的数值方法。文中讨论保证对数应变更新精确成立的条件,指出应以前一时刻位形为参考位形,构造增量变形梯度矩阵,在此基础上进行极分解及应力应变更新;利用对数应变增量与变形率相等的关系,使得求解几何矩阵的方法大大简化;最后给出可离散有限元算法流程和数值算例。
基于重心坐标插值的网格变形方法具有较强的变形能力和较好的变形效果。该方法首先计算网格点在初始区域对应边界点的均值重心坐标,然后由边界点的位移直接插值求得内部网格点的位移,其计算规模可以预知,并且适于并行运算。本文利用CUDA实现了该算法的GPU并行方案。测试算例表明,GPU并行方案的运算速度比CPU可加快百倍以上,大幅度提高了网格变形方法的效率。
地锚是用来锚固承重索、把索力传递给地面或者岩体等外部结构的装置,它是索道桥梁结构最重要的部分。对于具有可快速铺设、方便拆装、运输便捷性质的悬索跨越管道桥,本文选取地垄式地锚进行研究计算。考虑到不同的地质条件等外部因素的影响,分别分析几种典型土壤条件下可允许的锚固角度,对地锚的安装使用提供了依据。