大型结构动力分析的Newmark显式算法

本文基于结构动力分析中广泛采用的Newmark（隐式）积分方法，构造了一类显式积分格式，称之为“Newmark显式算法”与一般的显式法（如中心差分法）不同，该方法积分过程甚为简捷，只要其质量阵是对角阵或经对角化而不论阻尼阵如何复杂，积分中都无须求争线性代数议程组，这就大大节省了计算内存与时间，因而用于分析工程中大型非线性结构动力问题可以显著地提高计算效率与经济性，文中讨论了方法的精度与稳定性，给出了若干数值算例，并具体分析了二个工程应用实例。     

结构地震响应分析的广义脉冲函数法

根据现有地下结构抗震计算方法和脉冲响应函数原理，提出了用于地下结构时程地震反应分析的广义脉冲响应函数法。以某一隧道为例，计算了其在地震荷载作用下的动力反应，并与逐步积分方法进行了比较，计算结果表明，脉冲函数法用于地下结构动力分析，具有较高的计算精度，且计算效率会大大提高。     

对偶边界元法在裂纹问题中的应用

由位移边界积分方程和面力边界积分方程，推导出对偶边界积分方程在一般裂纹问题中的具体表达式。利用对偶边界元法，计算了含裂纹构件的应力强度因子，所得结果满足精度要求。经文中的分析与计算表明，一般裂纹问题能被对偶边界元法在单个区域内得到解决。     

结构动力方程的2种精细时程积分

分析了增维精细时程积分和扩展精细时程积分2种方法在求解结构动力方程中的异同.在演变随机激 励为多项式、指数函数以及正弦/余弦(虚指数)函数组合的一般形式下,分别推导出了2种方法所对应的显式离 散递推表达式.结果表明:2种积分方法所对应的显式递推格式最终都转化为积分步长的多项式函数,并且在相 同泰勒级数展开项的条件下,扩展精细积分除包含增维精细积分的所有递推项外,还包含一些高阶小项,理论上 具有更高的精度;忽略高阶小项,2种方法尽管算法实现不同,离散递推格式完全一致;工程实例计算表明,二者 计算精度都可以达到10位以上有效数字,扩展精细积分计算时间较增维精细积分少一个数量级.      

梁结构的区间B样条小波混合有限元法

基于梁结构的广义变分原理和区间B样条小波(BSWI)插值,提出梁的区间B样条小波混合有限元法,建立了分析细长梁和弹性地基梁的静力弯曲、振动模态和稳定性问题的求解通式.根据BSWI函数区间边界的数值特征,得到了梁常见边界条件下的挠度和弯矩小波系数值.BSWI混合有限元法可同时直接求解梁结构的挠度和弯矩,克服了位移有限元法弯矩求解精度不高的缺点.算例结果表明,BSWI混合有限元法计算梁弯矩的精度比BSWI位移有限元法提高了10.9%,说明了BSWI混合有限元法在梁结构应用中的有效性和精确性.     

二维非连续边界元分析积分计算的精确表达式

以二维弹性力学问题为研究对象,采用线性非连续元离散边界积分方程,给出了系数矩阵计算的精确表达式,对二维弹性力学问题进行了数值计算,对非连续边界元配位点对计算结果精度的影响进行了讨论,结果表明准奇异积分计算是配位点影响计算结构精度的主要因素。     

显式有限元法在车辆耐撞性研究中的应用

基于连续介质理论，通过建立车辆碰撞的控制方程，在此基础上得到与控制方程和边界条件等效的“弱积分”形式。通过空间和时间的显式离散，得到了车辆碰撞的有限元方程。采用动力显式积分方法，使位移计算显式化，避免了由材料、几何、边界高度非线性因素引起的计算收敛问题，并讨论了薄板单元的Courant稳定性条件。提出了“端部吸能结构纵向压缩变形、纵向吸能”的耐冲击结构设计的思路，并对算例进行了数值模拟。结果表明，该设计方法可以实现车辆结构自身被动安全保护的目的，显式有限元数值模拟方法是车辆耐撞性研究的有效方法之一，但是需要进行部分撞击试验，进一步修正模型后提高其分析精度。     

大路桥梁非线性颤振分析的数值积分法

基于脉冲响应函数的卷积积分，将作用在桥梁主兴上的自激力表达为时域形式，在此基础上，利用Newmark-β逐步积分格式建立了大跨桥梁结构非线性颤振分析的数值积分法。     

微分等价递归算法在结构体系可靠度分析中的应用

利用等价线性失效模式代替两个失效模式的交集,将复杂的高维积分简化为一维积分代数运算问题,大大降低了计算量,推导了等价线性失效模式的解析表达式,提高了等价失效模式的精度,并展示了微分等价递归算法在系统功能函数的重构、体系失效模式识别和体系失效概率的计算等方面的应用,算例结果表明,该方法可以为结构体系可靠度分析提供有效手段．     

一个数值求积公式的渐进性质

从一个插值公式的构造出发,得到相应的积分中值定理,构造了具有5次代数精度的数值积分公式,通过对积分中值定理中间点的渐近性质的分析,得到具有7次代数精度的数值积分公式,应用复化求积,进一步改进了这个公式,使它具有高精度且不用计算导数.     

基于土-钢共同作用模型的覆土波纹钢板拱桥施工过程受力分析

通过积分计算波纹钢板截面特性,并利用刚度等效的原则将其简化为平钢板,建立了平面二维土体与结构共同作用模型,计算分析了土体参数对结构受力的影响．采用有限元分析技巧,对一座实际波纹钢板拱桥的施工过程进行了模拟,计算分析了施工过程中关键截面的变形和内力变化规律．计算和分析结果表明,波纹板截面特性的积分算法具有很高的精度,通过刚度等效方法建立的土-钢共同作用模型可以考虑土与结构相互作用．施工过程的模拟结果说明,覆土波纹钢板拱桥施工过程中变形和内力变化较大,施工中应严格分层,对称回填、压实,并应特别注意覆土回填至拱顶附近时的位移和内力变化．     

隧道工程结构可靠度计算方法分析

对结构可靠度分析的几种计算方法进行了分析，并通过算例分析，建议在非线必功能函数，可靠指数β值较小的隧道结构工程中，为提高计算精度宜采用比较实用且精度较高的计算方法－－Ｃａｉ二次矩近似计算法。     

细长轴车磨工艺分析

通过高精度细长轴加工过程的实践,分析了高精度细长轴加工废品产生原因,确定了高精度细长轴的加工工艺.     

用边界元法计算流固耦合问题时高次奇异积分的处理方法

边界元法应用于计算流固耦合问题时,由于奇异积分的存在,会影响到计算结果的精度.本文描述了处理带有(1)/(r)奇异积分和(1)/(r2)二次奇异积分的处理方法,包括数学证明和数值积分方法,计算结果表明这种方法能提高精度.     

曲梁传递矩阵法及其在桥梁结构分析中的应用

本文结合一定的假设条件，将曲梁传递矩阵计算原理，用于拱式结构，梁式结构和桩基础的结构静力分析，示例计算结果，满足工程精度要求，可用于实际结构分析计算。     

路基半断面面积公式和体积积分公式

以铁道线路路基半断面为模型，建立了横断面面积的计算公式，又经过积分，导出了路基土石方工程数量的体积积分公式。该方法思路独特，公式简单，既可以用面积公式按传统的平均断面法或平均距离法粗略计算土石方数量，又可以用体积积分公式对路基土石方作精确计算，以适应不同设计阶段的精度要求；既适用于手工计算，又适合于计算机编程和计算机辅助选线使用。     

水下声散射问题的奇异积分研究

奇异积分和近奇异积分的数值计算是实施边界元法研究水下目标声散射特性的一个难点,全局法是一种可以将面积分转化为计算沿边界曲线的线积分,基于全局法的思想,推导得到了边界元法中奇异积分和近奇异积分的数值计算表达式．仿真结果表明通过奇异积分和近奇异积分的精确处理,提高了边界元法的数值计算精度;且由于得到的数值表达式是闭合的,提高了积分的计算速度;得到的数值表达式不仅可以用于水下声散射特性研究,在声辐射、电磁散射等研究中都可以得到满意的精度．     

操作手机构绝对运动精度的优化综合

在满足操作手部绝对运动精度的前提下，用优化设计方法分析并确定有关结构参数公差和公差和运动参数精度的最佳分布，并使机构的制造成本最低，此法适用于一般开链机构的精度综合。     

绝热毛细管流动特性的模拟分析

在绝热毛细管积分近似模型解析解和雍塞状态下压力和流量的关系基础上,提出了结合绝热毛细管积分模型对其流动特性及其相关参数进行计算的研究方法。通过与相关试验和文献结果的比较分析,证实了所建立的模型具有可靠的计算精度和适用性。     

绝热毛细管流动特性的模拟分析

在绝热毛细管积分近似模型解析解和雍塞状态下压力和流量的关系基础上,提出了结合绝热毛细管积分模型对其流动特性及其相关参数进行计算的研究方法。通过与相关试验和文献结果的比较分析,证实了所建立的模型具有可靠的计算精度和适用性。