流-固耦合问题边界元-有限元耦合方法分析

利用边界元－有限元耦合方法对流－固耦合振动问题进行了分析,假设流体控制方程为Ｌａｐｌａｃｅ方程,利用非连续边界元对流体域进行离散,从而有铲地解决了边界元分析中的“角点效应”问题。固体以平面梁为模型,采用有限元进行离散,对非连续边界元和有限元的耦合问题进行了分析,通过对悬臂梁在一侧受液体作用时的瞬态响应分析的数值解同解析解的比较,表明了本文所给方法的有效性,同时为利用边界元－有限元耦合方法对流－固耦     

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。     

有限元与边界元耦合法的数值计算

本文采用了将边界元区域的全部未知量凝聚到耦合面上的方法来实现有限元与边界元的耦合,从而达到节省内存的目的。文中还就耦合中利用对称性时方程组产生奇异性的原因及耦合面上面力不连续的处理作了详细的讨论,提出了解决的办法,最后以三维问题为例,给出了算例。     

孔穴圆柱齿轮有限元建模与动态激励响应分析

为降低船舶齿轮箱的噪声,综合考虑轮齿动态激励的影响,针对圆柱齿轮传动的特点,给出一种简便而准确的建模方法,实现了齿轮三维有限元网格的自动生成.根据牛顿力学定律,推导出相应的动力学微分方程,得到齿轮系统的振动响应和动态特性.     

水轮发电机组轴系松动-碰摩耦合故障的动态响应

为研究非线性因素引起水轮发电机组轴承松动和转子碰摩故障,考虑定子与基础间的连接刚度和阻尼,建立了轴承松动与转子碰摩耦合故障下,具有6自由度的水轮发电机组轴系动力学模型.通过分岔图、Poincaré映射图和幅值谱图,分析了机组轴系随转频比和转子质量偏心变化的非线性动态响应.研究表明:机组转子和松动轴承有周期1运动、周期3运动及复杂的拟周期运动;在1/3倍频处存在幅值较大的低频谐波分量;随着转子质量偏心的增大,转子与定子间发生碰摩的区域不断增大,其动力学响应趋于复杂.     

热核实验反应堆重力支撑系统的有限元热-力耦合分析

根据热核实验反应堆重力支撑系统的结构特点,提出了重力支撑系统的有限元模型建模方法.应用 ANSYS软件,采用单元网格划分法,建立了该重力支撑系统整体三维有限元模型,通过热-力耦合分析,得出热核实验反应堆重力支撑系统在静载荷、热负荷、电磁力和地震载荷同时作用下各零件的最大Tresca应力及其所在位置.零件的强度分析表明:支撑系统各零件的最大应力均小于其相应的许用应力,满足ASME压力容器规范.     

考虑流固耦合的深水桥梁地震响应分析

以深水桥梁为研究对象,采用Morison方程和辐射波浪理论考虑动水压力对深水桥墩进行地震响应分析,得出动水压力增大了桥墩结构的动力响应,并且采用辐射波浪理论计算的桥墩地震响应值大于采用Morison方程的计算结果。以空心桥墩为研究对象,采用FSI流固耦合对不同壁厚的空心桥墩进行地震响应分析,得出随着壁厚的增大,动水压力对桥墩地震响应的影响逐渐减小。     

结构随机振动有限元/边界元法声学数值仿真

建立了结构振动的有限元模型和声学分析的边界元模型,基于边界元法推导了声学响应函数的计算公式,利用声学响应函数和激励谱密度推导了设计域点响应声压的自谱密度函数.以平板稳态振动声辐射为研究算例,计算了1~200 Hz的声学频率响应函数,并计算了系统受常谱密度和变谱密度随机载荷激励的声学响应.理论推导和实例结果表明,基于边界元法的声学响应函数可有效的求解随机声场.     

结构随机振动有限元/边界元法声学数值仿真

建立了结构振动的有限元模型和声学分析的边界元模型,基于边界元法推导了声学响应函数的计算公式,利用声学响应函数和激励谱密度推导了设计域点响应声压的自谱密度函数.以平板稳态振动声辐射为研究算例,计算了1~200 Hz的声学频率响应函数,并计算了系统受常谱密度和变谱密度随机载荷激励的声学响应.理论推导和实例结果表明,基于边界元法的声学响应函数可有效的求解随机声场.     

基于有限元法的隧道-坡体耦合稳定性分析

结合张家口至石家庄高速公路北口隧道进口段工程,运用MIDAS/GTS软件建立了原始边坡-隧道-路堤边坡三者耦合的仿真三维分析模型,对北口隧道进口工程不同工况下坡体的稳定性进行了分析,并得出隧道开挖和路堤修筑过程中原始坡体位移和应力的变化规律,对于工程实践有一定的意义.     

用有限单元法对车辆垂向振动的研究

用有限元方法研究车辆垂向振动仿真问题，提出了切合实际的计算模型，采用轨道不平顺的数值模拟作为车辆的外部激励源，并详细地分析了敞车车体自振频率和轨道不平顺对车辆振动响应及车体结构内力变化情况．     

轨枕空吊对轨枕动态性能的影响

为研究轨枕空吊对轨枕动态响应的影响,建立了车辆-轨道垂向耦合动力学模型.假设车辆模型为多刚体系统,用Euler梁模拟离散支撑的钢轨,轨枕视为弹性地基上的Euler梁,利用显式积分法求解车辆-轨道非线性动力学方程.结果表明:当轨枕部分悬空或完全悬空时,影响轨枕最大弯矩的位置;轨枕空吊数目越多,轨枕的弯矩越大;轨枕底座的完全悬空对邻近空吊区的轨枕动态行为影响较大.     

钢桥面铺装层动力响应分析

本文从动力学的角度出发,应用有限元方法计算了铺装层在不同的模量、厚度和车速条件下的动力响应的变化规律,分析了单轮荷载和双轮荷载两种荷载型式对动力响应的影响,并与以往的静力计算结果作出了比较.分析表明,采用动力计算模式比静力更为不利,在常温及高温条件下,铺装层初始设计厚度较薄时,采用双轮荷载作用形式比单轮更偏于安全,研究成果可为铺装层材料和结构设计提供理论依据.     

轨道左右不对称的车辆-轨道系统动力响应

视车辆、轨道为整个系统,车辆模拟为由弹簧和阻尼器连接的多刚体,具有15个自由度,轨道模拟为两根离散粘弹性基础支承的长梁。运用弹性系统力学总势能不变值原理和形成矩阵的“对号入座”法则,建立车辆．轨道系统的运动方程。研究了左右钢轨不对称不平顺、左右钢轨的不对称支承、车辆移动速度以及钢轨类型对车辆一轨道系统响应的影响。     

柴油机机体瞬态动力学的有限元分析

机体是柴油机的骨架,工作过程中承受多种载荷的作用.利用PROE软件建立了柴油机机体的三维实体模型,通过网格划分软件MSC.GSMESHER对模型进行了网格划分,采用有限元软件MSC.NASTRAN对考虑气体压力、轴承力、活塞敲击等各种主要激励的机体进行了瞬态响应分析.通过与试验值的比较验证了计算的准确性.     

基于瞬态边界元法的铁路车轮声辐射研究

轨道车轮的振动声辐射瞬态特性分析能够直观反映车轮结构的时域振动响应和时域声辐射特性.利用有限元/瞬态边界元法的计算机仿真技术,对S形辐板车轮在时域下进行振动及声辐射特性分析.研究结果表明:踏面和辐板的轴向位移响应级基本一致,且轮辋和辐板之间轴向振动存在耦合关系;踏面、轮辋和辐板轴向位移响应级的变化趋势一致,具有类似于"拍"的周期特性;在车轮轴线上距离车轮30m处的声压集中在60~80dB,且随时间的增加整体缓慢上升,再趋于平稳;声压主要分布在3 500Hz以下的频段.研究结果为瞬态声辐射仿真技术在车轮振动声辐射特性研究中的应用提供参考.     

平面杂交动态有限元法

本文从Ｈｅｌｌｉｎｇｅｒ－Ｒｅｉｓｓｎｅｒ泛函出发，以应力和位移作为独立的场变量，给出了平面杂交／混合动态有限元法的一般列式。克服了用杂交应力法求解结构动力问题时的泛函不一致性。同时，简化了Ｋ．Ｋ．Ｇｕｐｔａ提出的一维、二维动态有限元法（ＤＥＭ）的列式，便于计算机统一实施。根据本文方法，计算了平面悬壁方板的自由振动频率。结果表明，本文方法合理、有效。     

移动荷载作用下沥青路面动态响应三维有限元分析

我国新建道路沥青路面是以双轮组单轴载100 kN(BZZ-100)为标准轴载,采用双圆均布荷载作用下的多层弹性理论进行设计的,而汽车实际施加给路面的是移动荷载。通过建立半刚性基层路面的三维有限元分析模型,对汽车匀速行驶及制动情况下路面的动态响应进行了有限元分析,得出了荷载正下方不同深度处节点竖向位移、竖向压应力、水平应力、竖向剪应力及水平剪应力的时间历程曲线,并与静载作用下的计算结果进行了对比分析。