板壳弹塑性屈曲的有限元分析

1 拟协调双曲壳单元为解决板壳有限元分析的C~1连续性问题,本文给出三角形拟协调双曲扁壳单元的刚度矩阵.拟协调单元是基于域内假设应变场和边界拟协调位移场,应用最小势能原理所构     

考虑翘曲时任意截面梁的优化设计

首先以考虑翘曲的位移模式出发，导出了关于变位的控制微分方程和有限元刚度方程；然后通过引入新的坐标变换阵，得出了一般坐标系下关于梁两端任意点Ｐ．Ｑ的刚度矩阵；进而通过引入三种不同层次的变量，给出了数学模型与敏度分析方法。最后采用内切球法解之。将本文方法应用于某汽车主梁的优化设计，取得了合理的结果。     

基于等效刚度的矩形孔蜂窝梁钢框架结构内力计算方法

蜂窝梁钢框架结构因梁截面沿长度周期性变化,不能直接采用普通钢框架结构矩阵位移法计算框架内力和位移．本文基于等效刚度法推导了矩形孔蜂窝梁的等效抗弯刚度、抗剪刚度和轴向刚度,建立了矩形孔蜂窝梁的单元刚度方程,提出了矩形孔蜂窝梁钢框架内力和位移计算方法．算例理论计算结果与有限元分析结果表明,两种方法计算结果非常接近．本文提出的等效刚度法概念清晰,准确性好,适用于计算蜂窝梁钢框架结构的内力和位移．     

基于广义变分原理的梁板单元分析的数值流形方法

数值流形方法(NMM)是一种基于有限覆盖技术的新型数值方法.以该方法的覆盖位移模式为基础,利用广义变分原理中罚函数理论,详细推导了梁板流形单元的覆盖位移函数,刚度矩阵和应变矩阵,并建立了可应用于梁板单元分析的数值流形方法.最后通过算例分析表明,该方法在对梁板弯曲问题分析是有效的.     

汽车稳定杆拟动态实验分析

本文主要通过汽车稳定杆在疲劳试验中应力、刚度拟动态试验，采用电测法^[1]，在分析杆件中实际应变和位移的基础上进行逆解分析，从而确定稳定杆的实际刚度，支座摩阻反力矩和应力集中系数，为建立稳定杆的简化力学分析及其疲劳寿命预测提供试验依据．     

流形元法固定边界约束处理研究

在数值流形方法中,对于材料的固定边界,一般采用罚函数的方法进行处理,即在固定边界上设置刚性弹簧约束其位移来实现固定约束条件的近似满足。罚函数法在理论上不是严格的固定约束处理方法,罚弹簧的布置与弹簧刚度的大小对模拟的效果都会产生影响。基于流形单元上位移函数的组成提出了流形方法固定边界约束处理的新方法,在组成流形单元的物理覆盖上,通过取消相应的覆盖函数在流形单元位移函数中的组成来实现双向固定的约束条件,通过使用只包含单方向位移的覆盖函数使x向固定约束条件和y向固定约束条件得到实现,推导了相应固定约束条件下的流形单元刚度矩阵的数值计算格式。该方法严格满足固定约束的物理意义,简化了固定边界的处理,并经算例证明是有效和准确的,有利于数值流形方法的程序实现和工程应用。     

杆系结构的几何非线性分析：Ⅰ.平面问题

本文以三维连续体的虚功增量方程为基础，采用平动、转角位移分别插值的方法，导出了梁结构大位移、大转动问题内力分析的ＵＬ法。本文考虑了轴向、剪切和弯曲效应，提出了新的几何刚度矩阵。算例表明，依本文方法编制的程序具有分析结果强几何非线性行为的有能力；在满足本文位移假定的条伯下，可以描述任意大角度的刚体转动。     

考虑环形基础及土壤刚度时双曲冷却塔的动力特性

近年来,已有许多关于双曲冷却塔动力特性的文章.但塔壳的底部都是固定的,或者将其离散支柱系统考虑为弹性边界条件.本文将双曲冷却塔的离散柱支承系统处理为一个等效的壳体单元,同时考虑双曲冷却塔的环形基础及土壤刚度,使用解析法与半解析有限元法相结合计算了完整的双曲冷却塔系统的动力特性.其自然频率比不考虑环形基础和土壤刚度时略低一些,而冷却塔的振形则变化较大。     

杆系结构的几何非线性分析──Ⅰ．平面问题

本文以三维连续体的虚功增量方程为基础，采用平动、转角位移分别插值的方法，导出了梁结构大位移、大转动问题内力分析的ＵＬ法。本文考虑了轴向、剪切和弯曲效应，提出了新的几何刚度矩阵。算例表明，依本文方法编制的程序具有分析结构强几何非线性行为的能力；在满足本文位移假定（即每次加载增量中转角增量是小量）的条件下，可以描述任意大角度的刚体转动。     

变截面Timoshenko梁的单元刚度矩阵

变截面构件在工程中应用广泛,在对变截面梁进行数值计算时,需要建立变截面梁单元的刚度矩阵。该文采用势能驻值原理,考虑了轴力引起的几何非线性和剪切变形的影响,将梁截面刚度的变化率作为小量,得到了近似到二阶的单元刚度矩阵。在构造位移模式时,从梁的微分平衡方程出发,得到同样近似到二阶、分别以三次和五次多项式表示的剪切和弯曲位移模式。该文还证明了单元刚度矩阵的奇异性,给出了轴压刚度的表达式,定量论证了与某些精确解的误差,表明在一定范围内,该文的结果具有足够的精度。最后以一个计算实例说明该文的单元刚度矩阵具有较快的收敛性。     

轴对称件超塑约束胀形中的摩擦效应

尽管超塑胀形作为一种金属成形方法正日渐受到世界各国的普遍关注，但对超塑约束胀形理论的研究报道却还很少，尤其对胀形过程的有限元模拟研究就更为罕见。针对这种情况，采用大变形刚粘塑性有限元法模拟了轴对称零件向圆筒形凹模内超塑约束胀形的变形过程，着重研究了工具工件之界面摩擦对胀形件厚度分布不均匀性和胀形板料向凹模角部充填性的影响．结果表明，随着摩擦的降低，胀形件的侧向较厚部分能有所减薄，可以改善整个胀形件的厚度均匀性，但当摩擦因子Ａｍ≤０．２（相当于摩擦系数μ≤０．１２）时，胀形件极顶部分的减薄过大；摩擦较小时，胀形板料向凹模角部的充填性较好；在考虑到极点附近厚度适度减薄和胀形板料对凹模角部充填性好的前提下，工艺上应当适当减小摩擦，其最佳状态是μ值约为０．３．为了检验所用刚粘塑性有限元法模拟的可靠性，将计算结果与试验结果作了对比，发现两者相当吻合。     

内圈离心位移对高速角接触球轴承刚度的影响

以弹性力学理论、滚动轴承动力学和沟道控制理论为基础,计算了角接触球轴承内圈在离心力作用下的径向位移,给出了计及内圈离心位移影响时,高速角接触球轴承滚动体与内、外圈的接触刚度与轴承整体的径向刚度、轴向刚度、角刚度的计算方法和相应程序。对7012/CD轴承的计算结果表明,轴承内圈外径的离心位移随转速增加而增大,在高速条件下其值较大,不容忽视;轴承内圈离心位移对内圈接触刚度和轴承径向刚度影响较大,导致内圈接触刚度和轴承径向刚度相对增大;对外圈的接触刚度、轴承轴向刚度和角刚度的影响很小;随着转速的增加与内圈离心位移的增大,对轴承内圈接触刚度与轴承径向刚度的影响会更加明显。因此,为使高速角接触球轴承的刚度分析更加精确、更加接近实际,必须考虑内圈离心位移的影响。     

简易弓形位移传感器及其在工程岩体研究中的应用

本文介绍了一种用于岩体力学物理模拟试验的位移传感器及其结构，力学原理和制造方法建立了传感器位移量与基本身应变的关系，并进行了标定和验证，同时，介绿了该位移传感器在某双曲拱坝坝肩软岩带变形特征的地质力学模拟试验的应用情况，结果表明，该传感器用模型内部的变形量测，具有独特的优点。     

双曲扁壳在集中载荷作用下的简化计算

本文按有矩理论对作用在双曲扁壳并距离边界超过一定距离的集中載荷所引起的內力和位移值提出了具有足够精确度的积分表达式。在等曲率双曲扁壳的情况下,这些积分表达式可以很簡便地积出与E.Reissner相同的計算公式;对不等曲率双曲扁壳,本文則根据积分表达式給出了由Thomson函数組成的級数解,其收斂情况在常用的范围內(1相似文献   

平面梁杆结构几何非线性分析的一种简便方法

本文提出了一种新的几何非线性分析方法，适用于结点位移任意大，单元刚体转角任意大、单元局部弯曲比较小的平面梁杆结构。文中的刚度矩阵和附加荷载列阵都是以显式形式给出的，可直接应用。     

多位移等式约束拓扑优化及在光电精密结构设计中的应用

为了满足光电精密跟踪设备中光学系统对支撑结构变形位移相等的设计要求,基于变密度法,以刚度极大为目标,同时以体积约束和位移等式约束作为约束条件,构建结构拓扑优化模型。位移等式约束通过增广拉格朗日乘子法引入原目标函数,在拉格朗日乘子的求解中,采用考虑具有真实物理意义的近似替代法而非传统的纯数学迭代逼近方法。在利用伴随方法得到增广目标函数敏度基础上,采用MMA优化算法,在满足体积约束的同时进行迭代优化得到新结构。算例验证结果表明,本文方法能够有效解决具有多个位移等式约束的刚度极大结构轻量化设计问题。     

基于均匀荷载面曲率的简支裂纹梁损伤识别

为了采用模态参数对结构裂纹进行定位与定量,基于集中柔度模型,采用无质量的扭转弹簧模拟裂纹,建立简支裂纹梁的振动微分方程。针对现有柔度曲率指标仅能判断裂纹的大致范围,基于线性插值理论,建立裂纹位置与相邻测点均匀荷载面曲率差的关系,提出裂纹进一步定位公式,实现裂纹位置的精确定位。针对现有大多数损伤识别方法无法实现裂纹的损伤定量,基于位移曲率与结构刚度和弯矩的关系,理论推导了均匀荷载面曲率的结构刚度损伤程度识别方法,基于弹簧串联原理和线刚度思想,首次提出串联等效线刚度模型,建立裂纹深度与均匀荷载面曲率的关系,实现裂纹深度的定量。通过简支裂纹梁数值算例,考虑多裂纹的损伤情况,验证了新方法对裂纹定位与定量的有效性。     

基于理想点法的液体静压支承系统多目标参数优化设计

利用多学科优化理论,以液体静压支承系统的结构最大位移最小、单元最大Von Misses应力最小为优化目标,以无量纲的材料弹性模量和油膜刚度作为设计变量,利用响应面方法,将满足结构强度和刚度条件的目标函数进行显式化,建立了以结构综合性能指标为目标的单目标优化模型,通过求解获得了提高系统力学性能的参数条件.本文的研究工作对...     

材料的双轴拉伸的规律的研究

汽车车身覆盖件是冲压成型的,其覆盖件的高精度回弹量计算非常困难,并少见有研究和报道。由于冲压成型过程是一个大应变和塑性屈服,常规的拉伸试验机无法测出其应力应变曲线,而目前汽车工业领域还没有建立用于修正回弹量的数据库,所以必须通过数值模拟和实验的方法对汽车车身覆盖件进行弹性模量、屈服强度和硬化规律进行研究。本实验研究的目的是通过对规定材料的双轴拉伸试验,应用数字图像处理的光测方法,确定材料屈服强化阶段复杂本构模型的材料特性常数,以达到正确合理描述复杂材料的硬化行为。试验中采用机械式拉伸试验机实现材料的双轴拉伸行为,利用数字相关光测方法获得拉伸材料屈服面屈服过程中大应变全场的数据,通过数字图像相关处理,得到材料在屈服强化阶段复杂本构模型的特性参数。实验研究的设备和仪器包括(1)双轴拉伸试验机;(2)计算机,高分辨率CCD和摄像头,图像卡,图像处理软件;(3)其它辅助设备等。实验研究设备的规范标准根据国家现行实验规范标准对本实验研究设备进行标定和计量审核。     

汽车覆盖件工具曲面有限元网格自适应转换方法

提出一种适用于汽车覆盖件曲面有限元网格转化和在单元水平上提高模拟精度的方法,将平面下通过合并三角形单元成四边形单元的有限元网格转换方法的应用范围扩展到曲面,并且降低了对初始网格形状的要求。算法的关键在于增加了对曲面相邻单元不同夹角情况下的处理和优化规则,以使其能够更好地拟合原始CAD曲面。