齿轮有限元强度计算的单元自动生成

本文提出了一种专用于齿轮有限元强度计算的单元自动生成办法,只需输入法截面内一半数据,便可自动生成空间二十节点等参元的全部数据。本文严格地以实际齿面方程所描述的齿廓曲面体为计算对象,并按轮齿法截面划分单元,也适合于其他柱面体和螺旋面体的有限元计算。     

用有限元自适网格控制结构应力分析的精度

本文涉及有限元结构应务分析精度控制的三个基本方面：１）自适应的有限元网格自动生成技术；２）有限元应力分析的误差估计：３）用单元尺寸场将误差分布用于形成新网格。     

一种高效的有限元自动编程工具——FEPG系统

有限元编程工具———ＦＥＰＧ系统的功能在于实现由计算机自动产生有限元ＦＯＲＴＲＡＮ程序．它突破了目前有限元程序只适用于特定领域和特定问题的限制．有限元编程者只需输入有限元方法所需的各种表达式和公式，即可自动产生有限元计算的全部程序，免去了大量的繁琐的编程劳动．ＦＥＰＧ系统保证所产生的有限元程序的正确性和统一性．ＦＥＰＧ系统能够产生国际上最先进算法的程序．采用计算机自动编程是未来有限元方法发展的必然趋势     

一种高效的有限元自动编程工具——FEPG系统

有限元编程工具———ＦＥＰＧ系统的功能在于实现由计算机自动产生有限元ＦＯＲＴＲＡＮ程序．它突破了目前有限元程序只适用于特定领域和特定问题的限制．有限元编程者只需输入有限元方法所需的各种表达式和公式，即可自动产生有限元计算的全部程序，免去了大量的繁琐的编程劳动．ＦＥＰＧ系统保证所产生的有限元程序的正确性和统一性．ＦＥＰＧ系统能够产生国际上最先进算法的程序．采用计算机自动编程是未来有限元方法发展的必然趋势     

基于四叉树法的有限元网格自动生成及凝聚方法

本文介绍了用于有限元网格自动划分的四叉树方法及相应的非均匀网格的生成方法－－网要各凝聚法，此方法可以用于处理任意形状的单连通或多连通的平面结构，其边界以折线及二次曲线描述。相应的网格生成器用户界面友好，极少需要人工干预。所生成的单元大多为四边形元，在边界处理时用了少量三角元，所有单元性态良好，非均匀网格可以实现多处，多重加密。     

齿轮边界元强度计算的单元自动生成

本文提出一种专用于齿轮边界元强度计算的单元自动生成办法，只需输入端截面内一半数据，便可自动生成空间四边形８节点等参元的全部数据，也适合于其它螺旋体的边界元计算。     

具有内部特征约束的四边形网格生成方法

提出一种具有内部特征约束的四边形网格自动生成方法,可以处理内部具有孔洞、约束线、约束点以及密度线、密度点等特征约束,满足数值分析中对网格生成的特殊要求。以区域分解法为基础,提出了确定最佳切割线的方法以及在切割线上生成过渡均匀网格节点的方法;将约束线、约束点以及密度线、密度点作为面积为零的孔洞,提出了对特征约束的处理方法;针对特征约束分隔区域的情况,提出了自动确定各子区域边界的方法。基于本文提出的方法已开发出具有特征约束的四边形网格自动生成程序,并成功应用于洪水分析系统和楼面设计分析系统。     

齿轮边界元强度计算的单元自动生成

本文提出一种专用于齿轮边界元强度计算的单元自动生成办法，只需输入端截面内一半数据，便可自动生成空间四边形8节点等参元的全部数据，也适合于其它螺旋体的边界元计算．     

任意平面区域三角形网格的全自动生成算法

本文基于波前法提出了一种对任意平面区域生成三角形网格自动生成算法。算法具有区域适应性强,边界网格质量高,自动化程度高的优点。算法还包括了网格的拓扑优化,光滑及加密处理。此外,初边值条件的自动给定大大减少了数值计算中数据输入和避免了边界搜索计算。大量算例显示了算法的可靠性和适用性。     

一种人—机结合的二维有限元网格生成方法

本文提出了一种人一机结合的二维有限元网格生成方法,可将在CAD环境下绘制的矢量型网格图形自动地转换为有限元分析时所用的结点坐标和单元组信息。此方法能完全按人的意图生成网格形状,但比人工划分大大节省时间,而且对计算机硬件要求甚低,在任何PC机上都可应用、     

多边形有限元研究进展

有限元法是数值求解偏微分方程边值问题的重要方法,采用不规则多边形单元网格, 可以方便有效地模拟材料的力学性能, 又使得区域网格剖分变得灵活方便. 特别是对于复杂的几何形状, 多边形单元网格具有更大的优势. 本文对国内外有关多边形有限元法的最新进展作了初步的总结和评述, 主要以基于位移法的多边形有限元为主.论述了多边形有限元的发展历史, 给出了多边形单元上的Wachspress插值、Laplace插值和重心坐标的一些最新研究成果. 与经典有限元法形函数为多项式形式不同, 多边形单元的形函数为有理函数或者无理函数形式. 多边形单元插值形函数满足线性完备性, 可以再现线性位移场, 像经典有限元法一样直接施加本质边界条件; 插值函数在多边形的边界上是线性的,确保不同单元间的自动协调. 不同单元的插值形函数表达公式形式统一, 方便混合单元网格计算的程序编写. 提出了多边形有限元法今后需要研究的问题.      

改进型扩展比例边界有限元法

结合了扩展有限元法(extended finite elementmethods,XFEM)和比例边界有限元法(scaled boundary finite elementmethods,SBFEM)的主要优点,提出了一种改进型扩展比例边界有限元法(improvedextended scaled boundary finite elementmethods,$i$XSBFEM),为断裂问题模拟提供了一条新的途径.类似XFEM,采用两个正交的水平集函数表征材料内部裂纹面,并基于水平集函数判断单元切割类型;将被裂纹切割的单元作为SBFE的子域处理,采用SBFEM求解单元刚度矩阵,从而避免了XFEM中求解不连续单元刚度矩阵需要进一步进行单元子划分的缺陷;同时,借助XFEM的主要思想,将裂纹与单元边界交点的真实位移作为单元结点的附加自由度考虑,赋予了单元结点附加自由度明确的物理意义,可以直接根据位移求解结果得出裂纹与单元边界交点的位移;对于含有裂尖的单元,选取围绕裂尖单元一圈的若干层单元作为超级单元,并将此超级单元作为SBFE的一个子域求解刚度矩阵,超级单元内部的结点位移可通过SBFE的位移模式求解得到,应力强度因子可基于裂尖处的奇异位移(应力)直接获得,无需借助其他的数值方法.最后,通过若干数值算例验证了建议的$i$XSBFEM的有效性,相比于常规XFEM,$i$XSBFEM的基于位移范数的相对误差收敛性较好;采用$i$XSBFEM通过应力法和位移法直接计算得到的裂尖应力强度因子均与解析解吻合\较好.      

ALE有限元方法研究及应用

将ALE（Arbitrary Lagrangian-Eulerian)描述引入到有限元方法中， 从而使有限元方法在解决大范围自由移动边界问题，特别是液体大幅晃动、流－固耦合、加工成型、接触、大变形等问题时获得极大成功。本文综述了ALE有限元方法的研究现状以及在不同领域的应用，并对 今后的研究及应用做了展望。     

高速碰撞中的有限元方法及其应用

讨论了连续介质力学守恒方程的有限元离散方法,针对高速碰撞的物理特点,提出了数值计算中所应重视的问题及其有效的解决办法。文中给出的典型算例说明本方法对各类高速碰撞问题的数值模拟计算是十分有用和成功的。     

缆索吊装系统有限元分析中的滑轮单元

为精确模拟结构中的滑轮，建立了滑轮支承一段索的单元，它考虑了滑轮的半径. 该``滑轮单元'的中间节点在滑轮的中心，另两个节点为索段位于滑轮两侧的端点. 新单元通过自动调整索在滑轮两侧的长度，使单元达到平衡状态. 单元算法的推导基于有限元分析的基本原理，并利用了处于平衡状态时单元内力之间的关系. 介绍新单元的推导过程，算例验证了它的正确性，并显示了其在含有滑轮索结构有限元分析中的高效性和方便性.     

利用有限元构造Michell桁架的一种方法

提出了一种新的形成Michell桁架的有限元分析方法.该方法以纤维增强正交各向异性复合板为材料模型,根据有限元分析结果调整各单元的纤维密度和方向.采用所提出的一种迭代格式,经过少量迭代,形成满足Michell准则的应变、内力场.该方法适于不同几何形状、支撑条件及荷载情况.算例结果表明该方法是有效的.     

A FINITE ELEMENT METHOD FOR DIELECTRIC ELASTOMER TRANSDUCERS

We present a finite element method for dielectric elastomer(DE) transducers based on the nonlinear field theory of DE.The method is implemented in the commercial finite element software ABAQUS,which provides a large library functions to describe finite elasticity.This method can be used to solve electromechanical coupling problems of DE transducers with complex configurations and under inhomogeneous deformation.     

拟协调元研究综述

拟协调元是有限元中十分重要的、具有特色的一种列式体系. 拟协调元列式简单、灵活, 统一了协 调元、非协调元等列式方法. 在列式中, 拟协调元将几何方程和平衡方程同时弱化, 并强调基函数在有限元空 间中的重要作用; 借助对位移和应变离散精度的控制, 拟协调元保障了单元的收敛性, 并可以利用泰勒展开校 核进行简便直接的收敛性分析. 研究者们利用拟协调元已经构造了大量的优秀的单元, 并广泛地应用到结构问 题、流体流动问题、非线性分析、稳定性和破坏分析等方面. 这些工作集中体现了拟协调元的理论价值和工程 应用价值. 对拟协调列式方法、列式理论和已发表文献中的主要拟协调单元进行了总结. 最后对拟协调的研究 工作进行了展望.      

磁致伸缩薄膜力学行为的有限元仿真研究

建立了一种磁致伸缩薄膜力学行为的有限元计算方法.该方法将磁致伸缩薄膜在磁场中的形变行为等效为薄膜在热场中的各向异性热膨胀形变行为,基于该等效模型,利用有限元软件计算了磁致伸缩薄膜悬臂梁的力学行为与外加磁场的关系.结果表明,该方法可有效模拟磁致伸缩薄膜在外磁场下的力学行为.     

HYBRID LINEAR AND QUADRATIC FINITE ELEMENT MODELS FOR 3D HELMHOLTZ PROBLEMS

In this paper, linear and quadratic finite element models are devised for the three- dimensional Helmholtz problem by using a hybrid variational functional. In each element, contin- uous and discontinuous Helmholtz fields are defined with their equality enforced over the element boundary in a weak sense. The continuous field is based on the C° nodal interpolation and the discontinuous field can be condensed before assemblage. Hence, the element can readily be in- corporated seamlessly into the standard finite element program framework. Discontinuous fields constructed by the plane-wave, Bessel and singular spherical-wave solutions are attempted. Nu- merical tests demonstrate that some of the element models are consistently and considerably more accurate than their conventional counterparts.