任意形状膜的求积单元振动分析

本文目的是建立一种能够高效分析任意形状膜的自由振动的弱式求积单元.先采用融合函数将任意形状变换成规则的区域,然后将单元内的位移场假设为三角函数,最终导出了节点数目可变和节点类型任意的单元的显式表达式.为了验证本文方法的有效性,将得到的结果与精确解和采用其他数值方法的结果进行了对比.研究表明:本文方法可以用很少的节点数目...     

矩形薄板受面内非均匀分布载荷稳定性分析

对矩形薄板受面内非均匀分布载荷的稳定性问题进行了有限元分析,计算了多种边界组合条件下薄板的临界载荷系数。计算表明薄板的长宽比、相对厚度以及边界条件对临界载荷有大的影响。即使在传统意义的薄板范围内当相对厚度较大时厚度对临界载荷的影响有时已不容忽略。为方便工程实际,给出了基于矩形薄板受面内均匀分布载荷的屈曲当量因子,并给出了其拟合公式。该研究结果可为承受面内非均匀分布载荷薄板结构设计提供参考依据。     

软芯三明治梁受移动点载荷作用的动力响应

为了得到软芯三明治梁在移动集中载荷下的动力响应,基于扩展的高阶三明治梁理论和Hamilton原理,建立了任意节点的弱形式求积三明治梁单元,利用微分求积法的权系数显式表达式给出了单元刚度矩阵和质量矩阵的公式,并验证了刚度矩阵和简化质量矩阵的正确性和方法的有效性,结果表明弱形式的求积单元法具有精度和计算效率高的优点。然后,采用中心差分法首次给出了两端固支软芯三明治梁在移动集中载荷作用时的动力响应。本文的研究拓展了弱形式求积法的应用范围。     

圆截面空间曲杆的屈曲

采用自然坐标系对空间曲杆进行有限元建模,给出了自然坐标系下的三维细长空间曲杆的格林应变计算公式和能量方程,建立了2节点12个自由度的三维曲梁单元并用其分析了同时受轴向力和轴向扭矩作用的具有初始曲率和挠率的三维空间曲杆的屈曲问题。算例证明了公式和方程的正确性和合理性。数值结果与现有的理论解相吻合,收敛性却比商用有限元软件的结果好。数值结果还表明,扭矩对屈曲的影响不可不计。     

符号运算在工程分析中的应用

从用户的角度出发，简单介绍了国外符号运算在工程分析中的应用现况和发展趋势，旨在引起同行对这个领域的兴趣和重视。文中给出了一个符号运算的简单例子—用ＭＡＰＬＥ导出了１２自由度矩形板弯曲单元刚度矩阵的显式并将其自动转换成ＦＯＲＴＲＡＮ程序，以说明符号运算的优越性。可以看出，符号运算的程序简洁、直观，且不易出错。繁锁的公式推导和程序编制均由计算机自动完成，这不但大大提高了效率，而且也确保了公式推导和程序编制的可靠性。顺便指出，本文导出的矩形板弯曲单元比目前不少教材中采用的单元在性能上要优越。由于本文已给出了单元的插值函数的显式，故可望用该单元来替代教材中所用的单元．     

含损伤SMA增强智能复合材料的一维增量本构关系

基于对马氏体相变热流-温度曲线的唯象模拟．以及马氏体体积分数与热力势对温度偏导数之间的线性关系。提出了一种新的马氏体相变动力学模型。借助细观力学模型，研究了纤维断裂和剥离对宿主材料刚度和热膨胀系数的影响．并给出了相应的数学表达式。引入了纤维断裂损伤度、纤维剥离损伤度和界面影响系数等表征损伤程度的物理量。并最终建立了考虑这些损伤影响的形状记忆合金增强智能复合材料的一维增量本构关系。本文的结果为进一步研究智能材料结构的损伤及失效问题提供了相应的理论支持。     

纤维增强韧性基体复合材料界面损伤分析

用基于内聚力的界面模型分析了纤维增强韧性基体复合材料的界面损伤,研究了连续纤维增强复合材料受横向荷载时,诸如纤维排布方式、纤维体积占有率以及纤维和机体模量比等细观参数对界面损伤和材料拉伸强度的影响.研究发现,当纤维体积占有率和纤维模量提高,以及纤维按四方排布时,虽然能增加复合材料刚度,但纤维与基体的界面更容易损伤.当界面脱粘现象存在时,复合材料的拉伸强度主要由界面强度决定.     

碳纤维-环氧树脂波纹梁吸能能力的试验研究

 用试验研究了碳纤维 -环氧树脂圆弧型波纹梁在轴向准静态载荷下的损毁过程、峰值载荷和能量吸收能力。通过 3组不同尺寸的波纹梁在轴向准静态载荷下的压缩试验,研究了波纹梁的缓冲吸能机理,并对波纹梁的峰值载荷和吸能能力做了定量分析,讨论了不同结构尺寸对波纹梁在轴向准静态载荷下的峰值载荷和吸能能力的影响。     

调和微分求积法权系数矩阵的一种显式计算式

简要介绍了调和微分求积法，导出了求一阶导数权系数矩阵的显式计算公式。利用该公式和其中反心对称的性能，可进一步提高计算效率。由于均匀网点有时不能给出可靠的解，本文导出了几种能出可靠结果的不等距网点公式，其中一种公式虽然用不同的方法导出，但结果与Ｇａｕｓｓ－Ｌｏｂａｔｔｏ方法等价，本文还证明了调和微分求积法权系数矩阵具有中心对称或中心反对称的性质（取决于导数的阶数），利用这些性质可以进一步减少计算工程     

钢球碰撞柔性杆动力分析的有效数值方法(英文)

柔性物体的碰撞动力学是工程实际中的一个重要问题。获得问题的动力响应是一个有挑战性的任务,通常通过数值计算来完成。首次采用离散奇异卷积法分析碰撞动力学问题,并通过钢球碰撞柔性杆的算例来研究几种数值方法的有效性。数值方法包括常规的有限元法、离散奇异卷积法、谱有限元法和提出的改进谱有限元法,将各种方法获得的算例的数值结果与理论解比较来研究方法的有效性。研究结果表明,采用恰当的常规有限元长度后,提出的改进谱有限元法给出的接触应力的结果最精确。另外还发现,离散奇异卷积法可以用于求解碰撞问题。