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．     

基于 UL 法的 CR 列式三维梁单元计算方法

为了提高大位移、大转动问题的计算效率和精度，提出了基于更新拉格朗日法（UL法）的三维梁单元分析的CR列式算法．这种方法采用更新拉格朗日列式，运用最小势能原理建立结构的平衡方程，并导出梁单元的刚度矩阵．求解过程中，根据CR列式的原理，采用大转动理论计算更新后的单元和节点坐标，通过扣除结构位移中的刚体位移得到结构变形，进而获得单元的准确内力．最后，给出了2个算例，以证明该方法的正确性和精度．     

超图在固体力学有限元法中的应用

本文应用超图概念“’,分别研究了固体力学有限元法中的两个基本矢量—独立内力和形变位移,导出了固体力学有限元法中的两组基本方程—静力平衡方程和变形协调方程,用弹性力学有限元的一个例子进      

改进弧长法求解屈曲问题

为了解决结构非线性有限元分析求解过程中结构失稳或材料出现软化时传统Newton-Raphson法无法通过极值点的问题,在传统弧长法的基础上,提出了求解过极值点问题的改进弧长法.该方法将非线性方程求解过程中出现的不平衡力向量分解为两个相互正交的向量,并建立其弧长的约束方程,求解得到非线性计算中的荷载因子.在求解过程中,给出了改进的确定弧长方法,通过弧长调整避免了求解荷载系数中出现复根的问题.通过两个拱型结构的屈曲分析算例,分别考虑几何非线性和几何材料双重非线性效应,对两个拱形结构进行了非线性屈曲分析,结果表明:结构在出现屈曲时发生急跳现象,验证了改进的弧长法在结构出现材料软化和失稳时能通过极值点.     

基于EBE的Bi-CG迭代法求解Navier-Stokes方程的并行计算

阐述了用有限元求解流场不可压Navier-Stokes方程时，基于单元接单元（Element-By-Element,EBE）技术的并行双共轭梯度法(Bi-CG)。在国家高性能计算中心（成都）的曙光2000并行系统上，采用MPI消息传递实现了此种算法，计算定常三维空穴水域流场，取了较好的加速比。由于不需存储系数矩阵，在很大程度上节省了内存，大大提高了求解流场问题的规模。     

基于单源模糊数的模糊有限元方程的解法

在单源模糊情况下,一个模糊数可以分解成为一个实数和一个单位模糊数。在求解这类模糊有限元时,可先将模糊因素分离出来,然后再按常规有限元方法求解,最后再处理含有模糊因素的结果。这样做不仅可以减少由于以往先处理模糊因素所需要的工作量,而且更利于工程技术人员对于该结构的分析和研究。     

加固后双曲拱桥有限元分析与试验研究

对一采用异型截面拱加固法加固的双曲拱桥进行有限元分析和试验研究,从理论上验证该加固方法的有效性和合理性.在总结已有研究成果的基础上,利用ANSYS分析软件中实体单位对加固后的双曲拱桥进行有限元模拟,假设新老混凝土结合面不产生滑移,且能够共同参与受力.通过计算结果与试验测量值进行对比,证明ANSYS软件中实体单元分析加固后双曲拱桥的可行性.     

圆弧拱对称基频和振型的实用计算

忽略拱的轴向变形 ,选取满足边界条件和对称性的近似振型函数 ,运用能量法导出单孔圆弧拱对称挠曲振动基频的实用计算公式 .与有限元结果比较 ,矢跨比f/l≥ 0 2时吻合较好 .     

Finite Element Modeling of a Fluid Filled Cylindrical Shell with Active Constrained Layer Damping

On the basis of the piezoelectric theory, Mindlin plate theory, viscoelastic theory and ideal fluid equation, the finite element modeling of a fluid-filled cylindrical shell with active constrained layer damping （ACLD） was discussed. Energy methods and Lagrange＇s equation were used to obtain dynamic equations of the cylindrical shell with ACLD treatments, which was modeled as well with the finite element method. The GHM （Golla-Hughes-McTavish） method was applied to model the frequency dependent damping of viscoelastic material. Ideal and incompressible fluid was considered to establish the dynamic equations of the fluid-filled cylindrical shell with ACLD treatments, Numerical results obtained from the finite element analysis were compared with those from an experiment. The comparison shows that the proposed modeling method is accurate and reliable.     

滚石冲击钢筋混凝土板的弹塑性动力响应研究

滚石冲击钢筋混凝土板过程伴随复杂的能量转化,基于经验或Hertz接触理论的传统钢筋混凝土板抗冲击设计与实际状况有较大出入.为探索一种更加高效准确的滚石冲击响应计算方法,引入Olsson针对正交各向异性复合板提出的冲击动力控制方程,结合弹塑性接触理论开展滚石冲击钢筋混凝土板动力响应分析,并与Hertz解及动力有限元解进行对比,结果表明:相同条件下,Hertz理论解由于仅考虑板的弹性变形,其峰值冲击力较弹塑性理论解和动力有限元解分别增大31.8%和77.1%,其最大压痕深度较后两者分别增大17.3%和61.8%,而基于弹塑性接触准则的冲击动力响应更加接近于动力有限元解,趋于真实,且避免了复杂建模过程,高效可行.      

样条函数在连杆机构弹性动力分析中的应用

以三次Ｂ样条函数作为位移函数,利用有限元法推导了梁单元的运动微分方程及系统运动微分方程,并以一弹性四连杆机构为例进行弹性动力分析,分析结果与实验结果吻合较好。     

轴压作用下CFRP加固圆钢管短柱的静力承载力分析

为了研究轴压作用下碳纤维增强复合材料（carbon fibre-reinforced polymer，CFRP）加固圆形空心截面（circular hollow section，CHS）钢管短柱的极限承载力，对轴压作用下CFRP加固CHS钢管短柱进行了理论和数值分析. 理论分析中，利用等效截面法推导了两种不同粘贴方式（全环向粘贴以及环向和纵向交替粘贴）的CFRP加固圆钢管短柱在轴压作用下静力承载力的理论计算公式；数值分析中，将特征值屈曲与Riks法相结合建立了轴压作用下CFRP加固圆钢管短柱的非线性有限元分析模型. 对该模型中的环向和纵向CFRP进行应力分析后发现，环向CFRP处于拉伸状态，约束钢管的径向变形；纵向CFRP会承担轴压荷载中的部分压力，限制钢管的变形. 最后，将所建立的有限元分析模型结果和所推导的理论公式结果与已有文献的试验结果进行对比，发现三者之间的最大误差不超过2%，验证了建立的有限元模型和所推导的理论公式分析结果的准确性.      

用于h－收敛自适应有限元分析的一种事后误差估计

本文推导了一种ｈ－收敛的新的事后误差估计式，并用数值算例进行了检验。将这种误差估计纳入多变量有限元程序，证明对于自适应有限元分析是行之有效的。     

外贴CFRP加固RC简支梁粘结界面温度剪应力分析

在良好的粘结状态下,基于平截面假定与线弹性假定,建立了CFRP加固RC简支梁的本构关系与力学平衡微分方程,再引入边界条件,对碳纤维增强复合板材加固钢筋混凝土简支梁的粘结界面温度剪应力的函数表达式进行了推导.通过表达式,阐明了温度剪应力与混凝土梁的抗弯刚度和粘贴层的硬度等因素有关.为加固结构在服役期健康状况评估和结构设计提供参考.     

Dynamic investigation on composite flexible multi-body system considering thermal effect

The dynamic performance of composite flexible multi-body system under the simultaneous action of thermal fields and driving constraint is analyzed. Based on strain-displacement relation of the Mindlin plate theory which includes transverse shear deformation, and considering thermal effect, variation equations of laminated plate are derived by the principle of virtual work. The finite element method is used for discretization. According to kinematics constraint relation, dynamic equations for spatial slider-crank system are established. Simulation results show that spatial deformation (torsion deformation) appears in the multi-layered composite slider-crank mechanism which is simulated with planar motions. Furthermore, the influence of coupling between thermal expansion and flexible deformations of non-symmetrical composite plates on the large overall motion under the uniform temperature field is investigated. Finally, significant change in constraint force due to the spatial deformation is shown.     

拱型结构分析的拓扑变化法

本文根据论文《弹性结构拓扑变化的一般定理及拓扑变化法》提出的结构拓扑变化的理论，对变截面无铰拱用拓扑变化法进行了分析，得出了一套全新的绘制无铰拱内力影响线的方法并由此导出了其影响线的显示表达式及内力，位移计算式。该方法彻底摆脱了组建及求解代数方程组交实现了结构拓扑变化分析与有限元分析的结合。     

A Simplified Approach to Analysis of High—Rise Frame Tube Structures

Based on finite element method and finite strip method, a simplified approach was presented to analyze high-rise frame tube structures. The generalized strip element is introduced and then the generalized stiffness matrices for beam and column-line are derived by using the displacement functions that describe the nodal displace-ments and displacement transforms. Furthermore, the formulas for the generalized stiffness matrix of generalized strip element and load arrays corresponding to the displacement parameters were developed. It is shown through a series of numerical computation that the nodal angular displacements at the same floor in a generalized strip element are approximately identical. A comparison of the finite element method and the finite strip method shows that the simolified approach not only is accurate, but also reduces the number of basic unknown quantities.     

风成跃移模拟的一种数值方法

在Ungar模型的理论基础上,给出吹过无限大平坦沙床面的稳定风场中,风和跃移沙粒相互耦合作用下沙粒二维跃移轨迹的一种计算格式,并利用给出的计算格式对模型进行求解．通过预先设定沙粒起跳速度大小和方向,调整跃移轨迹顶端沙粒水平速度和最大跃移高度,使计算得出的沙粒起跳速度与设定值吻合,以此确定沙粒跃移轨迹,这种计算格式可以计算任意起跃角和任意起跳速度沙粒的跃移轨迹．计算结果与Ungar模型的计算结果非常吻合,这一计算格式拓展了风沙跃移数值模拟的计算方法．     

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。