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相似文献
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1.
李俊  冯伟哲  高效伟 《力学学报》2016,48(2):387-398
相对于有限元法,边界单元法在求解断裂问题上有着独特的优势,现有的边界单元法中主要有子区域法和双边界积分方程法.采用一种改进的双边界积分方程法求解二维、三维断裂问题的应力强度因子,对非裂纹边界采用传统的位移边界积分方程,只需对裂纹面中的一面采用面力边界积分方程,并以裂纹间断位移为未知量直接用于计算应力强度因子.采用一种高阶奇异积分的直接法计算面力边界积分方程中的超强奇异积分;对于裂纹尖端单元,提供了三种不同形式的间断位移插值函数,采用两点公式计算应力强度因子.给出了多个具体的算例,与现存的精确解或参考解对比,可得到高精度的计算结果.   相似文献   

2.
内时弹塑性力学边界积分理论和边界元计算(一)   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文根据贝蒂理论,应用拟弹性方法,建立了内时弹塑性力学的适于数值计算的边界积分方程,其中包括空间问题和平面问额。而后根据它们给出了球壳问题的增量解析解计算式。我们在“内时弹塑性力学边界积分理论和边界元计算(二)”中依据(一)所建立的方程给出了几个轴对称问题的全量解析解。从比较结果可知本文建立的方程是有效且有用的。对于难于求得解析解的复杂问题我们将在以后的文章中进行边界元数值计算。  相似文献   

3.
薄体位势问题边界元法中的解析积分算法   总被引:1,自引:0,他引:1  
薄体结构的数值分析是边界元法的难点问题之一。该文导出了一种完全解析积分算法,用这种算法计算了薄体平面位势问题边界元法中出现的几乎弱奇异、强奇异和超奇异积分。当边界离散为一系列线性单元,边界积分方程离散计算的积分可归纳为三种形式。对薄体问题,源点与积分单元距离通常相距很近,这些积分产生显著几乎奇异性,直接采用常规高斯积分不能有效计算。为此该文导出了这些几乎奇异积分的全解析计算公式。按源点与单元的距离是否为零,公式分两种情况。新算法采用全解析积分公式处理几乎奇异积分,首先精确计算出薄体问题边界未知位势和法向位势梯度,然后再进一步计算了域内点的物理参量。算例表明该文算法可处理狭长比为1.E-08的薄体问题,显示了边界元法分析薄体问题具有独特的优势。  相似文献   

4.
研究二维弹性力学问题边界积分方程,通过分部积分变换消除了常规导数边界积分方程中的超奇异积分,获得仅含强奇异积分的应力自然边界积分方程.对于近边界应力的计算,进一步运用正则化算法解析计算其中的几乎强奇异积分.较常规边界元法相比,应力自然边界积分方程可以求解离边界更加接近的内点应力值.算例证明了文中方法的可应用性和有效性.  相似文献   

5.
伸缩虚拟边界元法解二维Helmholtz外问题   总被引:1,自引:0,他引:1  
向宇  黄玉盈 《力学学报》2003,35(3):272-279
以位势理论为基础,提出了求解Helmholtz外问题的伸缩虚拟边界元法.给出了该方法在全波数域内获得唯一解的严格数学证明,其核心是通过伸缩虚拟边界使对偶内问题的特征频率(本征值)避开与波数重合,从而保证了解的唯一性,同以往前人提出的几种解法途径相比,该法简单得多;通过诸多边界曲线形状和不同边界量的声辐射算例,从计算精度、稳定性以及克服解的非唯一性等方面,对该方法进行了检验.计算结果表明:对远场或近场辐射声压,该方法都具有非常高的效率和精度.  相似文献   

6.
分析了三维边界元法高阶曲面单元几何特征,定义接近度来表征源点与积分单元的接近程度.利用源点在积分单元上的垂足点建立局部极坐标系,构造与几乎奇异积分核函数具有相同奇异性的近似函数.从奇异积分核函数中扣除其近似函数,分离出积分核中主导的奇异函数部分,将奇异积分分解为规则核函数和奇异核函数两项积分.规则核函数积分应用常规Gauss数值积分计算,奇异核函数积分在局部极坐标系ρθ下分离积分变量ρ和θ,对ρ积分建立解析计算列式,对θ积分应用常规Gauss数值积分计算,从而对三维位势问题高阶边界单元几乎强奇异和几乎超奇异积分建立一种新的半解析算法.给出了若干温度场算例,采用边界元法高阶单元几乎奇异积分半解析法计算了近边界内点位势和位势梯度,并与线性单元正则化算法计算结果对比,结果证明提出的半解析法计算几乎奇异面积分和薄壁结构更加高效.   相似文献   

7.
提出了间接求解传统Helmholtz边界积分方程CBIE的强奇异积分和自由项系数,以及Burton-Miller边界积分方程BMBIE中的超强奇异积分的特解法。对于声场的内域问题,给出了满足Helmholtz控制方程的特解,间接求出了CBIE中的强奇异积分和自由项系数。对于声场外域对应的BMBIE中的超强奇异积分,按Guiggiani方法计算其柯西主值积分需要进行泰勒级数展开的高阶近似,公式繁复,实施困难。本文给出了满足Helmholtz控制方程和Sommerfeld散射条件的特解,提出了间接求出超强奇异积分的方法。推导了轴对称结构外场问题的强奇异积分中的柯西主值积分表达式,并通过轴对称问题算例证明了本文方法的高效性。数值结果表明,对于内域问题,采用本文特解法的计算结果优于直接求解强奇异积分和自由项系数的结果,且本文的特解法可避免针对具体几何信息计算自由项系数,因而具有更好的适用性。对于外域问题,两者精度相当,但本文的特解法可避免对核函数进行高阶泰勒级数展开,更易于数值实施。  相似文献   

8.
文中提出用边界积分方程法解具有自由边界的粘滞不可压缩流问题。Navier—Stokes方程中的非线性项是通过线性化近似求解的。作为对这种方法的检验,计算了失重情况下容器内粘滞流体因表面张力变化(由温差引起)而产生的旋流,并将计算结果与用有限差分法所得结果作了比较。此外,还初步计算了在管内压力作用下液滴的形成过程。  相似文献   

9.
对于二维结构与声耦合声场问题,本文提出了一种基于间接Trefftz方法的波数法,在该方法中,结构的位移和域内的声压响应分别用精确满足控制方程的与所求域大小无关的波函数通解和由外部激励的特解来近似表示.通过采用加权余量公式,强迫近似解在平均意义上满足边界条件,以此获得各个通解的系数,从而得到最终解.算例表明,波数法和边界元法的结果吻合得很好,并且在具有相同精度和收敛性的情况时,波数法比边界元法所需的自由度少.  相似文献   

10.
几乎奇异积分的计算困难阻碍了边界元法的工程应用。本文针对二维正交各向异性位势问题边界元法中近边界点的几乎奇异积分,采用分部积分法,导出一种直接的解析计算公式。该解析公式可以精确计算线性单元上的几乎奇异积分。对二次单元,可将其细分为几个线性元,采用该解析公式近似计算其边界积分。当内点离当前积分单元较远时,仍保持常规高斯数值积分模式;而当内点离其较近时,因常规高斯积分结果失效,则采用该解析积分取代高斯数值积分。数值算例证明了该算法的有效性和精确性。二次元计算结果比线性元计算结果更精确。  相似文献   

11.
证明面力边界积分方程被积函数的散度等于零,应用Stokes公式,对平面线弹性问题,将面力边界积分的求解转化为边界点的位移势函数的点值计算。应用边界积分方程的求解结果,推导出J积分亦可表示为边界点的积分势函数的点值计算,无需进行数值积分,实例计算说明该方法的有效性。  相似文献   

12.
We deal with an integral inequality with a power nonlinearity on its left-hand side, n nonlinearities on its right-hand side, and weakly singular kernels. The obtained result is an extension of the Bihari, Henry, Pachpatte, and Pinto inequalities and results obtained by the author. Using these results, we prove sufficient conditions for the existence of global solutions of some nonlinear Volterra integral equations with singular kernels and n nonlinearities. Published in Neliniini Kolyvannya, Vol. 11, No. 1, pp. 71–80, January–March, 2007.  相似文献   

13.
The Hardy integral inequality is one of the most important inequalities in analysis. The present paper establishes some new Copson-Pachpatte(C-P) type inequalities, which are the generalizations of the Hardy integral inequalities on binary functions.  相似文献   

14.
15.
16.
This paper proposes an integral elasto-plastic constitutive equation, in which it is considered that stress is a functional of plastic strain in a plastic strain space. It is indicated that, to completely describe a strain path, the arc-length and curvature of the trajectory, the turning angles at the corner points and other characteristic points on the path must be considered. In general, the plastic strain space is a non-Euclidean geometric space, hence its measure tensor is a function of not only properties of the material but also the plastic strain history. This recommended integral elasto-plastic constitutive equation is the generalization of Ilyushin, Pipkin, Rivlin and Valanis theories and is suited to research the responses of material under the complex loading path. The predictions of the proposed theory have a good agreement with the experimental results.  相似文献   

17.
In hydrodynamics and aerodynamics there is an area rule for nearly axisymmetric bodies. It states that the drag [1–3], the coefficient of heat transfer and the ablation [4], and also the wake parameters [5] of a three-dimensional body are equal to the analogous quantities for an axisymmetric body which has the same distribution of the cross sectional area along the axis. In some cases, the area rule holds for bodies which depart strongly from axial symmetry [6]. It is shown in the present paper that equality also holds for other integral quantities and not only in hydrodynamic problems.Translated from Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Mekhanika Zhidkosti i Gaza, No. 4, pp. 157–159, July–August, 1981.We thank Yu. B. Lifshits for helpful comments.  相似文献   

18.
Eshelby integral formulas play a fundamental role in mechanics of composite materials, because they provide an efficient tool for determining the average properties of dispersion-filled materials. For example, their use in the framework of the self-consistent averaging method actually gives a final and quite precise solution to the problem of determining effective physical and mechanical properties of filled composites up to large relative contents of inclusions and almost all relations between the phase characteristics of the composite. In the present paper, we generalize the Eshelby integral formulas to the gradient theory of elasticity. This provides the possibility for using efficient methods for estimating the average characteristics of micro and nano-structured materials in the framework of gradient theories, which permit taking the scale effects into account correctly, and hence find wider and wider applications in describing the mechanical and physical processes.  相似文献   

19.
Galerkin representations for the displacement vector, polarization vector and the potential field are obtained by elementary matrix inversions of the equations of equilibrium. Matrices of fundamental solutions of an infinite elastic dielectric continuum subjected to a concentrated body force, an electric force, and a charge density, are constructed. Theorems are proved on the discontinuity of double layer potentials and R, M, M operators of single layer potentials. By means of these theorems, the solution of the two basic boundary value problems has been reduced to the solution of a system of seven singular integral equations.  相似文献   

20.
给出求非完整系统线性积分的两种方法, 一种为广 义动量积分, 另一种为广义动量组合积分.  相似文献   

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