有限元程序生成系统及其在工程中的应用

本文介绍了一个全新的有限元软件--有限元程序生成系统(FEPG)的设计方法和程序结构.有限元程序生成系统可以根据通用的数学原理和有限元素法规则,采用部件化和人工智能的方法,像推导数学公式那样利用计算机自动生成有限元程序.有限元程序生成系统突破了现有的有限元软件仅仅适用于某一特定领域研究的限制,适应于所有需用有限元方法求解的微分方程.目前,有限元程序生成系统已经应用于超导、电磁场、石油勘探、结构工程、交通、水利、船舶力学、液固耦合及流体力学等方面的研究.     

船舶总振动固有频率实用算法

分别用一维梁有限元方法和三维有限元方法计算3艘实船总振动固有频率,对计算结果进行统计分析,提出对一维梁有限元方法计算结果的修正,利用110000t油船进行验证。用一维梁有限元方法计算时考虑剪切滞后影响系数;用三维有限元方法计算时,是在ANSYS软件中建立全船的三维空间有限元模型,进行模态分析。通过计算证明该方法能有效改进一维梁有限元计算方法,可快速准确地预报船舶总振动固有频率。     

齿轮箱有限元模态分析及试验研究

大功率齿轮箱的结构形式复杂,有限元前处理方式直接影响模态分析结果的准确性。通过单元协调性研究、焊接处理研究、有限元网格数量研究给出合适的有限元前处理方式,并应用于某型齿轮箱以得出较为精确的有限元模型,从而保证模态分析结果的准确性。采用锤击法对算例齿轮箱进行了模态测试,对比有限元分析结果和模态试验结果,验证了齿轮箱有限元模态分析结果较为精确,提出的处理方法合理。     

基于频响函数相关系数灵敏度的浮筏舱段有限元模型修正

在建立复杂结构的有限元模型时,对实际结构的简化直接影响到计算结果的准确性,对有限元模型进行修正十分必要。引入试验和初始有限元模型得到的频响函数的相关准则,利用频响函数相关系数灵敏度分析技术,用于对浮筏舱段结构有限元模型进行修正,修正后计算和试验的频响函数基本一致,结果表明：该方法可用于对复杂结构有限元模型的修正。     

舰船结构有限元计算模板研究

随着计算机技术和现代力学的发展,有限元分析在结构强度分析和仿真等方面的应用越来越广泛,针对有限元分析的应用程序如Ansys,ADINA等也逐渐发展成熟。舰船结构设计过程较复杂,包含了材料、力学、热学等影响因素,有限元分析技术提高了舰船结构设计的效率和精度,具有重要的应用价值。本文针对舰船结构设计的有限元分析过程,开发典型的舰船结构舱段的有限元计算分析模板,显著提高了舰船结构有限元分析的效率。     

水下航行器固有频率模型的可靠性分析

使用有限元模型进行仿真分析已在我国船舶行业中得到了广泛的应用,但是对有限元模型可靠性的研究较少。针对水下航行器结构,将振动频率的试验结果是否处于有限元模型计算的预报区间内作为标准,判断有限元模型的可靠性。基于设计参数型的有限元模型修正和确认方法,以水下航行器结构振动频率为响应特征,建立有限元的响应面模型,使用蒙特卡罗模拟和核密度估计预报水下航行器前四阶模态频率的区间估计和概率密度函数,通过比较试验结果和区间估计判断水下航行器有限元模型的可靠性。     

有限元方法在30万吨级超大型浮船坞设计中的应用

在30万吨级超大型浮船坞的结构设计中应用有限元计算方法来评估坞体结构强度讨论了超大型浮船坞的结构规范适用性问题。采用的有限元计算分为两大类:一类是坞体总纵强度的有限元计算分析,包括全坞粗网格有限元计算以及进一步的局部结构细化分析;另一类是坞体局部强度的有限元计算分析,包括首尾浮箱平台强度、坞墙稳定性和锚泊设备支撑结构的强度计算。通过一系列完整的有限元计算,说明现行的浮船坞规范仍然适用于超大型浮船坞,并最终得出了一些具有实用价值的结论。     

基于有限元力矩阵精确确定三舱段有限元模型边界力的计算方法

双壳油船结构统一规范要求进行三舱段的有限元模型强度计算.本文采用有限元力矩阵节点力计算方法,可以精确计算确定三舱段的有限元模型两端部应施加的边界力(弯矩和剪力),为正确实施三舱段的有限元模型的边界力计算提供了实用的计算方法.     

有限元计算的可视化系统

为了使有限元计算模型和计算结果真实直观地再现，本文开发了新的有限元计算可视化系统，它不需要对离散结构进行附加的点、线、面、体的数据定义，而只需利用有限元输入的原始数据，即可进行三维有限元模型的消隐和彩色应力显示。本系统快速、方便、实用，现已投入实际使用。     

基于VB和APDL堆取料机臂架参数化平台设计

应用参数化思想建立有限元参数化平台,采用VB语言实现对APDL的调用,形成了参数化的有限元分析设计平台;以堆取料机臂架有限元参数化为例阐述了该设计方法的可行性。