非协调曲边四过形十二自由度平板变曲单元

本利用精确元法^[1]，给出一个十二自由曲边四边形板弯曲单元，该方法不需要变分原理，适用于任意正定和非正定偏微分方程。利用这个方法，单元之间的协调条件很容易满足，仅须位移和内力的单元节点上连续，即可保证所得的解收敛于精确解。利用本方法所获得的解，无论是位移还是内可力同时有二阶收敛精度。末给出数值算例，表明了本所得到的单元有非常好的精度。     

非均匀薄板弯曲的精确元法

本文在阶梯折算法的基础上,提出构造有限元的新方法——精确元法.它不用一般变分原理,可适用于任意变系数正定和非正定偏微分方程.利用该方法,得到薄板弯曲一个非协调三角形单元,它具有6个自由度.文中给出证明,位移和内力均收敛于精确解,并有很好的精度.文末给出算例.算例表明利用本文的方法,内力和位移均可获得满意的结果.     

非均匀Reissner板弯曲的精确元法

本文在阶梯折算法和精确解析法的基础上,提出构造有限元的新方法——精确元法.该方法不用变分原理,可适用于任意变系数正定和非正定偏微分方程.利用该方法,得到Reissuer板弯曲的一个非协调单元,它具有十五个自由度.由于节点位移参数仅含有挠度和转角,因此处理任意边界条件非常容易.文中给出证明,位移和内力均收敛于精确解.由精确元法所得到的单元不仅能用于厚板,也可用于薄板.文末给出四个算例.算例表明,利用本文的方法,可获得满意的结果,并有较高的数值精度.     

精确有限元法

本文提出构造有限单元的新方法——精确有限元法.它可以求解在任意边界条件下任意变系数正定或非正定偏微分方程。文中给出它的收敛性证明和计算偏微分方程的一般格式。用精确元法所得到的单元是一个非协调元,单元之间的相容条件容易处理.与相同自由度普通有限元相比,由精确元法所得到的解的高阶导数具有较高的收敛精度.文末给出数值算例,所得到的结果均收敛于精确解,并有较好的数值精度.     

非均匀圆柱壳非线性轴对称变形一般解

本文利用阶梯折算法[1],得到了非均匀圆柱壳非线性轴对称变形的一般解.文中导出了在任意轴对称载荷下求解非均匀圆柱壳非线性弯曲的位移和内力的一般公式,并给出一致收敛于精确解的证明.问题最后归结为求解二元一次代数方程组,文末给出算例.算例表明,无论内力和位移都可得到满意的结果,并收敛于精确解.     

弹性力学平面问题的精确元法

本文在阶梯折算法[1]和精确解析法[2]的基础上,提出构造有限元的新方法——精确元法.该方法不用一般变分原理,可适用于任意变系数正定和非正定偏微分方程.利用该方法得到弹性力学平面问题的一个非协调任意四边形单元.它具有八个自由度.由于没有采用雅可比变换,该单元可以蜕化为三角形单元,在工程中使用起来较为方便.文中给出收敛性证明.文末给出算例,位移和应力均给出较好的结果,在单元的节点上有较好的数值精度.     

非均匀双向加肋圆柱壳非线性轴对称变形的精确解析法

本文首次利用精确解析法分析了环向和纵向加肋非均匀圆柱壳在任意载荷和边界条件下非线性轴对称变形问题.导出了一致收敛于精确解的位移和内力解析表达式,文中给出收敛性问题.问题最后归结为求解二元一次代数方程组,计算既简便又迅速.文末给出四个数值算例表明,本文提出的方法,可以得到满意的结果.     

非均匀弹性地基圆板轴对称弯曲的一般解

本文在阶梯折算法的基础上,提出一个新的方法——精确解析法,得到了非均匀弹性地基圆板弯曲的一般解.文中导出了在任意轴对称载荷和边界条件下求解非均匀弹性地基圆板和中心带孔圆板弯曲的一般公式,并给出一致收敛于精确解的证明.文中得到的一般解可直接计算无弹性地基圆板的弯曲问题.问题最后归结为求解一个二元一次代数方程.文末给出算例,算例表明无论内力和位移均可得到满意的结果.     

一个高精度收敛的变系数微分方程精确解析法*

文[1]给出精确解析法,可用于求解任意变系数微分方程,所得到的解具有二阶收敛精度.在此基础上,本文以变截面梁弯曲为例,给出一个高精度的算法.不增加工作量的情况下可达到四阶收敛精度.具有计算快,简单等特点,文末给出算例,仅用很少的单元即可获得高的收敛精度,表明了本文理论的正确性.     

非均匀弹性地基圆薄板大挠度问题的一般解*

本文在文[1]的基础上提出了一个新的方法可用于求解任意变系数非线性常微分方程组.文中导出了任意轴对称载荷和不同边界条件下的非均匀弹性地基圆薄板大变形的一般解,并给出了收敛于精确解的证明.问题最后可归结为求解一个仅含有三个未知量的非线性代数方程组.该方法和其它方法比较,具有收敛范围大,计算简便迅速等特点.文末给出算例表明内力和位移均可得到满意的结果,验证了本文理论的正确性.     

复合材料层合板的弯曲与振动

本文应用应力杂交有限元方法分析了复合材料层合板的弯曲与振动.在本文中,首先根据修正的余能变分原理,构造了一个适合于复合材料层合板特点的矩形应力杂交板弯曲单元.在单元内,分层假设应力参数,在单元的边界上,根据YNS理论的假设确定边界位移场.这样使得构造出来的单元不仅能够考虑横向剪切变形的影响和局部扭曲效应,而且具有较少的自由度数.其次,用此单元求解了层合板的弯曲与振动问题,并将计算结果与精确解进行了比较,比较表明二者非常接近.这说明了在计算方面本文单元具有较高的精确度.     

离散算子差分法的单元函数

给出了弹性力学离散算子差分法的离散格式,并给出了该方法的几个板弯曲单元和平面四边形单元,通过对它们的考察,分析了离散算子差分方法中的离散格式对单元位移函数的反映能力。在离散算子差分方法中,无论单元位移函数是否协调,其位移函数均能在离散格式中得到十分好的再现,说明了离散算子差分方法的离散格式是一种性能很优良的离散格式。     

Mixed finite element methods for linear elasticity with weakly imposed symmetry

In this paper, we construct new finite element methods for the approximation of the equations of linear elasticity in three space dimensions that produce direct approximations to both stresses and displacements. The methods are based on a modified form of the Hellinger-Reissner variational principle that only weakly imposes the symmetry condition on the stresses. Although this approach has been previously used by a number of authors, a key new ingredient here is a constructive derivation of the elasticity complex starting from the de Rham complex. By mimicking this construction in the discrete case, we derive new mixed finite elements for elasticity in a systematic manner from known discretizations of the de Rham complex. These elements appear to be simpler than the ones previously derived. For example, we construct stable discretizations which use only piecewise linear elements to approximate the stress field and piecewise constant functions to approximate the displacement field.