基于杂交应力有限元法的壳体结构几何非线性分析

基于计及横剪效应的非线性弹性壳理论，建立了Ｒｅｌｓｓｎｅｒ型的增量Ｔｏｔａｌ Ｌａｇｒａｎｇｅ变分泛函，由此建立了杂交应力有限元列式，数值分析表明，该列式在壳体的几何非线性和后屈曲分析中都有效好的收敛性和计算精度。     

一种基于张量列式的高性能平面4节点杂交/混合单元

采用张量形式,从Ｈｅｌｌｉｎｇｅｒ－Ｒｅｉｓｓｎｅｒ变分原理出发,建立一种列式杂交／混合有限单元的效方法。该方法利用了张量的不变性,剔除了坐标系统转换的影响,通过应力参数与独立变形模式一一对应的方法,选择并优化应力场,由此建立高性能的杂交／混合单元。据此方法,建立了一个４节点杂交／混合单元。数据算例表明,该单元具有不变性、普适性、不含零能模式,性能优良。     

关于C~1类薄板弯曲有限单元的多变量列式方法的探讨

本文由修正的Л_R变分原理出发,建立了C~1类薄板弯曲杂交/混合元的一种新列式方法。新法对应的泛函包含域内挠度(W)、域内曲率(К)及边界上的非协调法向转动(φ_λ)三类独立变量,由此还可导致C~1类薄板弯曲杂交应力有限元列式工作中的Л_R和Л_(mc)两类泛函。数值研究表明,采用本文列式法建立的4-节点四边形平板弯曲单元X-1和X-2均不发生“自锁”,所提供的应力解与位移解较已有的同类单元都有所改善。     

具有Drilling自由度的膜单元的杂交／混合有限元法

本文扩展了Ｈｕｇｈｅｓ等建立的具有独立转动变量的变分原理，由此导出了杂交／混合有限元的列式方法。在此基础上，建立了一个具有ｄｒｉｌｌｉｎｇ自由度的杂交／混合膜单元。数值检验表明，本文的列式方法优于基于Ｈｕｇｈｅｓ等提出的变分原理的列式方法。另外，本文建立的单元能够顺利通过ＭａｃＮｅａｌ建议的标准考题，并已达到完善单元的标准。     

具有附加内转动变量的四边形杂交／混合板元

本文根据Reissner-Mindlin平板弯曲理论,引用内部转动变量建立了势能-杂交/混合型泛函,并在此基础上推导了四节点四边形平板弯曲单元MP4a。数值研究表明,MP4a不含多余机动模式,对于歪斜网格的敏感性较低,不致引起“自锁”,其挠度以及力矩的收敛性较已有的同型单元皆有改进。本文建立的泛函,可以导致C~1类平板弯曲杂交应力有限元列式工作中的两类泛函。本文建立的势能-杂交/混合有限元联合模式,其特倒包括李胜元—卞学鐄(1978)的势能有限元格式,Prathap(1983)的“一致应变场”列式以及采用减缩积分/选择减缩积分的位移协调模型。     

有限元法在预应力锚索桩设计计算中的应用

预应力锚索桩受力复杂，为了更好的模拟其受力状态，推导了桩土相互作用下，用平面梁单元模拟锚索抗滑桩的单元刚度矩阵，并编写了相应的计算机程序．用有限元法对一工程算例进行了计算，并与传统抗滑桩的计算结果进行了比较．结果表明，有限元法对预应力锚索抗滑桩有较高的实用价值．     

动态显式有限元法在冷冲压加工模拟中的应用

介绍了动态显式有限元法的原理、特点和应用，并用动态显式有限元法对机车车辆的转向架交叉杆冷冲压加工过程进行计算机模拟分析．模拟分析的结果说明了动态显式有限元法在模拟像冲压加工这种大变形过程中的优越性．     

几种不可压流动分析用的8—节点四边形单元

本文采用摄动列式,在杂交泛函中引入非齐次的轻度压缩性条件,建立了不可压流动分析用的加罚杂交有限元模型。推导了三种8—节点四边形单元 QP 8—1,—2,—3,并通过数值研究,讨论了它们的有效性。     

形状记忆合金的有限元分析方法

基于Boyd和Lagoudas的形状记忆合金的本构模型,进行了增量有限元列式的推导,并在计算机上实施。对受单向拉伸的形状记忆合金以及中间开孔的形状记忆合金平面应力板进行了有限元分析,并分别与实验值和解析解做了比较,表明文中的有限元法是正确和有效的。最后还对形状记忆合金悬臂梁在不同温度下的变形进行了模拟。     

柔性吊桥无应力初始状态的确定

为评估某柔性吊桥的承载力，笔者对其进行了空载状态几何形状测量和静载试验，并利用几何非线性有限元法对试验结果进行了数值模拟。着重探讨了利用结构现状参数，确定结构无应力初始状态的方法。有限元法的模拟结果与实测值的吻合证明了该方法的正确性。笔者建立的结构无应力初始状态确定方法，可用于大跨度索结构的有限元分析与设计。     

基于EDEM仿真的斗轮堆取料机取料机理研究

斗轮堆取料机斗轮机构的设计主要参考《斗轮挖掘机设计规范》,设计结果偏于保守,为拓展该领域研究,应用离散元法及相应分析软件EDEM对不同斗轮转速下斗轮机构取料过程（包含挖料、提升和卸料）进行仿真,对比分析仿真结果与理论计算结果后得出：挖掘阻力与斗轮转速有关,随转速增大,挖掘阻力相应增大,且在重力式卸料转速范围内,卸料区间整体左移并越发分散,5r/min时卸料效果最好.     

用区间有限元计算桥梁结构荷载组合效应

不确定的桥梁结构荷载 ,可以用上、下限的区间来表示 ,用区间有限元 (FEM)方法可以求得结构位移和内力响应的包络界限 .用线弹性梁单元对实际桥梁结构进行离散化 ,并用确定的区间值表示不确定的荷载向量 ,根据区间代数原理和线性有限元程序求解响应量的界限 ,从而得到结构响应量不确定性的界限 .用该方法计算桥梁结构设计中的荷载工况组合效应 ,算例表明该方法具有使用简便、计算量小的特点 ,适合实际桥梁结构设计的荷载组合计算     

集装箱码头桥吊结构特征的有限元分析

有限元法是结构分析中的一种行之有效的方法,目前其应用十分广泛。主要介绍了利用有限元法对集装箱码头桥吊结构进行计算分析的过程。采用空间壳单元、四面体实体单元、等截面梁单元按空间结构建模分别对各控制工况进行了计算、分析和比较,并以此为依据,找出了当前结构的控制工况、控制应力及控制位移,验证了设计的合理可靠性。     

集装箱码头桥吊结构特征的有限元分析

有限元法是结构分析中的一种行之有效的方法,目前其应用十分广泛。主要介绍了利用有限元法对集装箱码头桥吊结构进行计算分析的过程。采用空间壳单元、四面体实体单元、等截面梁单元按空间结构建模分别对各控制工况进行了计算、分析和比较,并以此为依据,找出了当前结构的控制工况、控制应力及控制位移,验证了设计的合理可靠性。     

陶瓷/金属梯度层的热应力分析及缓和特性设计

分别以陶瓷／金属复合平板和圆筒为研究对象,导出了功能梯度材料组份连接变化下的温度及热应力分布,并将ＺｒＯ２／ＮｉＣｒＡｌ复合板热应力分布的解析解与有限元结果进行了比较,对复合圆筒进行了组份分布的热应力缓和特性设计,分析结果表明,用连续模型计算,可进一步减缓功能梯度材料层间的应力突变和残余应力,便于结构的优化设计。     

屈曲分析在车辆应用中的关键技术

随着铁道车辆高速重载的发展，对车辆零部件的性能要求越来越高．转向架和基础制动装置中的受压杆件，除了保证其刚度和强度外，还应进行屈曲分析，保证杆件的稳定性．论述了线性屈曲分析有限元法的基本原理，并对转向架交叉杆和制动拉杆进行了稳定性分析，指出了制动拉杆稳定性中存在的问题，说明了屈曲分析在车辆中的应用技术．     

复合沥青材料的钢桥面铺装力学计算

采用有限单元法。对正交各向异性板的钢箱梁以及桥面铺装进行了力学分析,通过模型分步评价钢桥和桥面铺装的相互作用效果,重点分析包括横隔板等大型构件在连续分布条件下的力学特征和U型肋的局部影响因素．荷载考虑重载车辆的垂直荷载和重载车遇到刹车时产生的力学变化。以界面的剪切破坏作为研究对象的主要破坏形式,针对这种主要的破坏形式,从力学分析的原理出发,相应地提出了力学分析的指标。同时,还对铺装层结构．铺装层模量以及超载等进行了一系列的敏感度分析,最终提出了考虑气候、交通量和超载的综合指标。     

环板式针摆行星减速器箱体的有限元分析

采用有限元法对双电机驱动双曲柄环板式针摆行星传动减速器箱体进行静力分析，按照设计图纸对三维实体进行精确建模，并设计符合工程实际的边界条件使计算结果尽量接近实际应力状态，并通过结果分析得出箱体的应力分布规律并找出箱体上应力的薄弱环节，采用增加筋的方法使应力分布更加均匀，并为进一步减轻减速器的重量提供设计依据．     

航天热控制系统关键受力部件结构分析与优化研究

以阿尔法磁谱仪(AMS-02)热控制系统中支架为对象,运用有限元方法对其关键受力部件进行了结构分析和优化设计.分析了中支架板单元的最大Mises应力和梁单元最大复合应力并进行了强度校验.计算了中支架支撑梁的屈曲临界应力,与极限工况下梁的最小主应力进行了对比.结果表明,目前设计的中支架不存在强度破坏和失稳问题,并有很高的安全裕度.在进一步的优化设计中,以减轻质量为目标函数,发现目前中支架在安全裕度范围内仍可以减轻质量16.6%.     

高墩大跨连续刚构桥悬臂浇筑施工控制研究

结合达陕高速公路王家坝高墩大跨连续刚构桥的施工监控,介绍利用MIDAS有限元分析软件对该桥悬臂施工过程中的应力和线形控制进行分析计算,比较了悬臂端标高实测值与理论计算值,比较吻合,说明该桥施工控制方法可行,可为类似桥梁施工控制提供参考。