无限元在岩土工程数值分析中的应用

介绍岩土工程数值分析中常用的无限单元的坐标变换式和位移函数,并对一具有精确解的平面问题进行常规有限元分析及有限元与无限元耦合分析。研究表明,引入无限元分析无限域或半无限域问题具有更高的精确性,且节省计算工作量。     

无限边界元及其在岩土工程中的应用

本文采用无限边界元法对无限或半无限域作弹性分析。给出了无限边界元法的位移和面力插值函数,这些插值函数中含有衰减函数。由此建立了相应的计算列式。数值算例显示,本方法是有效的并能大幅度节省机时,它在岩土工程中具有应用前景。     

NEM与IEM耦合方法在地下工程中的应用研究

针对纯自然单元法(NEM)在处理地下工程无限域或半无限域问题时需要人为确定边界条件而带来计算误差的问题,引入无限元(IEM)模拟无穷远处边界条件,与自然元相结合形成耦合分析方法,并基于Laplace插值编制了相应程序;通过深埋圆形隧洞算例分析表明,与纯自然单元法相比,耦合方法显著提高了计算精度,选取较小的分析区域就可得到令人满意的结果,使得在满足工程要求前提下,采用耦合方法可以节省计算工作量,从而进一步增强了自然单元法处理地下工程问题的能力.     

利用无界元分析空间有岔隧洞的应力问题

利用无界元分析有岔隧洞的应力问题，与有限元相比显示出很大的优越性，即数据准备工作量减少，而计算结果更精确。分析了空间有岔隧洞截取长度及主岔洞夹角发生改变时，其应力分布变化情况。     

弹性空间问题的边界配点法

本文将弹性力学的空间问题假想置于相同介质的无限域中，并以无限弹性空间的Ｋｅｌｖｉｎ解作为点源函数，在问题的边界上配点计算出有限个点源函数值。城内点的应力、位移可由这些点源函数叠加求得。     

地铁区间隧道动力工作状态研究

采用有限元与无限元耦合法在时域内对北京地铁进行动力分析，得出了在列车通过时，地铁隧道动力工作状态，对半铁选线、隧洞 的设计及施工具有一定指导意义。     

斜交箱梁桥剪滞效应的有限元分析

将薄板弯曲问题的广义协调元与平面应力问题的薄膜单元组合，得到平板壳元以分析斜交连续箱梁桥的剪滞效应．通过对模型试验值与有限元计算值的比较，证实了这一分析方法的有效性．以某斜交箱梁为例。分析了集中荷载、均布荷载作用下不同斜度斜交箱梁剪滞效应的纵、横向分布规律，并与相应正交箱梁进行了比较．结果表明，斜交箱梁的剪滞效应比正交箱梁更为显著，设计时必须充分考虑其剪滞效应．     

修正的迭代算法用于结构不确定性问题的静力区间分析

区间分析用于结构不确定性问题的处理，具有简单实用的优点．将区间分析和适当的有限元方法相结合，可建立直接求解静力响应区间的区间有限元控制方程．如何保证解区间不被放大或缩小，是结构不确定性问题静力区间分析的关键．文中对改进的迭代解法进行修正，提出一种适用范围更广的修正迭代算法．算例结果表明，该方法是有效的．     

钢筋混凝土板壳的非线性有限元分析

采用分层的三维退化板壳元，利用开发的计算程序，对钢筋混凝土板壳的材料非线性问题进行有限元分析。     

各向异性网格下Stokes问题Bernardi-Raugel混合元近似的超收敛

给出求解Stokes问题Bernardi—Raugel混合元近似解在各向异性网格下的超逼近与超收敛．在H1范数下,速度函数u的近似解经插值后处理后,与通常有限元误差估计相比,其收敛于精确解的速度提高了一阶．     

新型玻璃幕墙式登机桥结构有限元分析

以ANSYS有限元分析软件为工具，对机场新型玻璃幕墙式旅客登机桥的结构进行有限元分析，得到结构在3种工况下的应力和变形，并对结构的强度和刚度进行了校核，在此基础上对结构作了相应的改进，使其满足设计要求．另外，还对有限元模型建立和载荷处理中的耦合及载荷的近似问题进行了探讨．     

改进的区间有限元静力控制方程迭代解法

当结构的不确定参数可用区间限界时，将区间分析和有限元方法相结合，可建立起区间有限元．对区间有限元的静力控制方程的求解，现有解法常不考虑结构刚度矩阵元素间及载荷向量元素间的相关性．因而其解的范围比原问题真解的范围偏离较大．文中从问题基本参量的不确定性出发，根据区间变量的运算特性，采用计算效率较高的迭代解法，提出了改进的区间有限元静力控制方程迭代解法．算例分析表明该方法的有效性．     

机车车辆／轨道系统垂向耦合动力学分析

考虑到多刚体系统动力学研究方法在建模及计算方面的局限性，将有限元法引入到机车车辆／轨道大系统的垂向耦合振动研究中来．为了真实模拟在轨道上不同位置的轮轨接触关系，用有限元参数二次规划法求出了轮轨等效接触刚度曲线，建立了统一的机车车辆／轨道耦合系统．通过建立系统的有限元分析模型，利用精细时程积分算法求解系统振动方程，分析研究了机车车辆在无限长轨道上运行时，在轨道不平顺激扰下，轮／轨间相互作用力、机车车辆／轨道系统中各部件的振动加速度及位移变化规律．研究结果表明，该方法不但可行，而且具有其它传统方法无可比拟的优越性．     

高层建筑—地基空间耦合体系的地震响应

采用动态子结构法和有限元与无界元耦合分析高层建筑－－地基空间体系的地震响应，分析和模拟计算表明，无界元在模拟地基问题上具有很大优越性，不但具有较高的计算精度，而且节省机时，在柔性地基上设计高层建筑考虑结构与地基的相互作用更经济合理。     

一种对称小波重构算法及其在突变信号检测中的应用

分析了在奇异信号检测等问题中，使用Mallat算法对信号小波系数做单支重构波形存在失真的原因．通过调整Mallat算法的运算流程，得到了小波变换的一种基于共轭正交滤波器组的重构算法．理论分析与仿真试验结果表明，文中算法使上述失真现象得到了改善，同时具有正交性、对称性和有限支撑性等优良性质，可用于对信号作精确的分析。     

利用无界元分析空间有岔隧洞的应力问题

利用无界元分析有岔隧洞的应力问题,与有限元相比显示出很大的优越性,即数据准备工作量减少,而计算结果更精确.分析了空间有岔隧洞当岔洞截取长度及主岔洞夹角发生改变时,其应力分布变化情况.     

边界元——有限元耦合方法分析

本文对边界元－有限元耦合方法分析二维弹性力学问题进行了探讨。采用非连续元离散边界积分方程，解决了耦合分析中的自由度约束问题。给出了利用非连续元实现边界元－有限元耦合的具体步骤。数值算例表明了本文方法的有效性。     

三维实体问题分析中的元胞单元法

基于局部作用原理，借用有限元离散和插值技术，引入元胞自动机的演化思路，得到一种新的力学计算方法——元胞单元法．它将结构的整体求解变成局域分析，通过力的局域间的不平衡传递达到最终的整体平衡．它对计算机容量要求低．可形成一种高度并行的算法，可望在大型结构和纳米力学的大规模模拟方面得到应用．为探讨其适用性，将其用于三维实体问题分析，给出了元胞模型和计算步骤，进行了数值试验，给出了计算结果．     

宽体板拱桥空间受力分析

当板拱桥的宽度与跨度接近，甚至其宽度大于跨度，这类板拱桥称为宽体板拱桥．这类桥梁现有的杆系结构设计理论存在问题．按《公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）》，以实腹式宽体板拱桥为例，利用MIDAS／Civil建立空间有限元分析模型，进行影响面计算，分析了应力最不利位置以及其值的加载计算，将计算结果与平面杆系有限元简化分析模型的计算结果进行比较．指出二者分析结果的相同的和不同的方面，为该类桥梁的设计、病害分析提供理论基础．     

散货船极限强度的标准化非线性有限元分析

依据《双舷侧散货船结构直接计算分析指南》，运用MSC ．Nastran对某35000 t级散货船进行货舱结构强度的有限元分析，运用M SC ．M arc对其进行极限强度的非线性有限元分析，得到该散货船真实的安全余量．