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相似文献
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1.
变截面高层框筒结构的矩阵传递法   总被引:3,自引:0,他引:3  
以连续化数学模型和能量变分原理导出的变截面高层框简结构的微分方程组为基础;根据变截面框简结构的截面沿高度为阶形变化的特点,以每个相同截面的层作为一个计算单元,每个单元由微分方程组导出其单元矩阵、截面矩阵和传递矩阵。进而采用传递矩阵法进行分析。此法概念清楚,计算简单.并以算例说明其应用。  相似文献   

2.
板壳弹塑性屈曲的有限元分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
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  相似文献   

3.
引入分数因子和分数增量,给出了分数阶微积分的定义和性质;基于分数阶导数的定义,证明了含有分数因子的等时变分与分数阶算子的交换关系;提出了分数阶完整保守和非保守系统的Hamilton原理;建立了分数阶完整保守系统和非保守系统的运动微分方程;得到了分数阶完整保守系统的循环积分;并利用分数阶循环积分导出分数阶罗兹方程.最后给出了两个例子.研究表明利用分数因子给出的分数阶微分方程是一个含有分数因子的通常的微分方程,那么分数阶系统运动微分方程的求解都可以采用通常微分方程的求解方法.  相似文献   

4.
研究了压电智能板结构的H∞振动控制问题。先采用4节点矩形弯曲薄板单元(含12个位移自由度,2个电自由度)的有限元模型,利用Ham ilton原理得到了智能板结构的运动微分方程,然后综合运用模态截断法、最小实现法和平衡降阶法,对压电智能板结构的系统状态方程进行了降阶处理,得到了可观可控且低阶的近似状态方程,针对该降阶后的系统,利用H∞控制理论求解出能抑制干扰的动态输出反馈控制器,并将该控制器作用到降阶处理前的原系统中,从而能实现原系统抗干扰的振动控制。最后,以智能悬臂薄板结构为例,讨论了降阶过程中出现的一些问题和结论,并求出了相应的动态输出反馈控制器。仿真结果表明,文中的方法可实现压电智能板结构对干扰的抑制。  相似文献   

5.
环形桁架结构径向振动的等效圆环模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
刘福寿  金栋平 《力学学报》2016,48(5):1184-1191
在大型环形网架式可展天线中,环形桁架结构的动力学性能对于整个天线的工作状态至关重要.针对大型空间桁架结构,基于连续体等效的思想,将其动力学模型简化为简单的弹性连续体模型一直是动力学研究的热点.将环形桁架结构看作由重复的平面桁架单元构成的环形周期结构,在周期桁架单元等效梁模型的基础上,提出采用不计剪切变形和转动惯量的等效圆环模型分析环形桁架结构的径向振动,并对等效圆环模型的偏微分运动方程进行了解析求解.首先通过变量代换将描述圆环径向振动的四阶偏微分方程组降阶为一阶偏微分方程组,然后通过对降阶后的偏微分方程组进行Laplace变换将其转化为常微分方程组,并采用微分方程组的Green函数解法,获得了等效圆环模型在复频域下动力响应的解析表达式,进而得到等效圆环模型固有振动的特征方程及传递函数的表达式.最后通过数值算例对环形桁架有限元模型与等效圆环模型的固有频率和振型以及传递函数进行了对比分析,验证了等效圆环模型用于环形桁架结构径向振动分析的可行性.  相似文献   

6.
夹芯板轴对称脱层分析的高阶模型   总被引:1,自引:1,他引:0  
研究了夹芯板轴对称脱层问题的附加状态.利用n阶剪切变形理论和最小势能原理,建立了附加状态的微分方程,给出了相应的定解条件,并求出了附加状态的n次多项式解析解答,与采用实体单元的数值结果的比较表明,随着n的增加,模型的精度迅速提高,该文还研究了附加应力的分布规律及波及范围,并得出一些重要结论。  相似文献   

7.
对于C~1类不协调元文[1]提出了一种精比直接刚度法。本文进一步将其应用到C~0类问题,建立一种带旋转自由度的不协调平面四边形单元,其协调部分是用人Allman插值法建立的单元函数,不协调部分用了四个内部自由度。该单元能保证通过分片试验,保持了单变量有限元列式简单、性能可靠(无多余零能模式及坐标不变性)等长处,同时,还具备多变量有限元(杂交/拟协调元)高精度的优点。算例表明,本文提出的单元收敛、可靠、高精度且高效率。  相似文献   

8.
隔水管固有频率的精确计算对保证隔水管的安全使用和防止共振的发生有着极为重要的意义.在分析中,考虑了分布轴向力和顶张力的共同作用,建立了隔水管横向振动力学模型;基于牛顿定律和纵横弯曲梁理论,对微单元受力分析,得到隔水管横向自由振动的四阶偏微分方程;利用分离变量法将四阶偏微分方程简化为四阶变系数常微分方程;采用积分法求解四阶变系数常微分方程,得到隔水管横向自由振动固有频率的解析解.结果表明:(1)分布轴向力作用下隔水管横向自由振动的固有频率和振型,与将分布轴向力简化为集中力作用下隔水管的固有频率和振型有很大差别;(2)顶张力一定时,随着分布轴向力减小,隔水管固有频率增大;分布轴向力一定时,随着顶张力增大,隔水管固有频率增大;(3)采用积分法求解隔水管横向振动特性时,计算精度高,为隔水管的优化设计提供了可靠的理论依据.  相似文献   

9.
一类特殊四阶波动方程的分析解   总被引:1,自引:1,他引:0  
本文采用合理的小参数利用摄动法,将4阶偏微分方程降阶,变成了可利用现有数学物理方法求解的2阶偏微分方程,得到了一类特殊波动方程的分析解.  相似文献   

10.
含初缺陷复合材料圆柱曲板的动力屈曲分析   总被引:2,自引:1,他引:1  
唐文勇  张圣坤 《力学季刊》1998,19(3):228-234
基于修正的一阶剪切变形理论,利用Hamilton原理导出包含横向剪切变形和转动惯量的复合材料长圆柱曲板的非线性动力方程,通过将位移和载荷展开为Fourier级数,把非线性偏微分方程组转化为二阶常微分方程组,并可由四阶Runge-Kutta方法数值求解,通过算例,讨论了有关因素对迭层复合材料圆柱曲板动力屈曲的影响。  相似文献   

11.
针对三维共振腔的电磁场分析,利用Maxwell方程的对偶方程体系形式,从其相应的对偶变量变分原理出发,导出了三维电磁场辛有限单元的详细列式。为了有限元列式的保辛,变分原理被积函数可导向对于对偶变量为对称的形式。变分原理的边界积分项对于相邻单元相互抵消。由于采用了对偶变量的插值函数,使得电磁场单元构造可以在层面上进行,从而避免了所谓的连续性问题。无物理意义的零本征解可采用奇异值分解加以排除。文末分别对矩形及圆柱形的共振腔做了数值计算并与解析解和棱边元计算结果进行对比,算例表明了列式及算法的有效性。  相似文献   

12.
提出一种新的八节点平板元用于分析复合材料叠层厚板的静力问题,板的位移场在板面内采用抛物线型插值,而在板厚方向采用Maclaurin级数展开,使得厚度方向的插值为任意阶多项式,相当于厚板中的高阶理论,取不同的级数项数,可得到不同精度的解。该单元满足C^0连续条件,不需增加新的网络,也不需增加新的输入数据,只要增加多项式级数的项数,便可得到较高精度的解。文中研究了算法的收敛性及计算精度,并与已有结果作了比较。  相似文献   

13.
基于平面偶应力-Reissner/Mindlin板比拟的偶应力有限元   总被引:2,自引:1,他引:1  
偶应力理论的有限元列式面临本质性的C1连续性困难. 平面偶应力理论和Reissner/Mindlin板弯曲理论之间的比拟关系表明这两个理论系统的有 限元的同一性,而R/M板有限元并不存在C1连续性困难. 因此,研究将R/M板单元转化为具有一般位移自由度的平面偶应力单元的一般方法. 根据这一方法,将典型的8节点Serendipity型R/M板单元Q8S转化为一个4节点12 自由度的四边形平面偶应力单元,数值结果表明该单元具有良好的精度和收敛性  相似文献   

14.
应力高梯度问题的无网格分析   总被引:6,自引:1,他引:5  
基于移动最小二乘法的无网格计算,采用线性基函数即可得到C^1连续位移场,使得应力,应变场在整个求解域内保持连续;节点之间脱离了单元的约束,对求解域进行离散和加密节点时变得十分灵活,因此适合分析应力高梯度问题。本文简要介绍了无网格方法的基本原理,给出了确定节点影响域大小的方法,应用无网格方法对带有V型缺口的受拉方板J23-10曲柄压力机机身进行了受力分析,得到的应力集中部位的计算结果与实际值更为接近。  相似文献   

15.
复合材料层合板精化高阶理论及其精化三角形板单元   总被引:2,自引:0,他引:2  
提出一种新的精化高阶理论,该理论满足层间位移、应力连续条件,由此建立了三角形精化板单元。该单元满足单元间C1类弱连续条件,其收敛性得到保证,且具有简单、高效率的优点。  相似文献   

16.
基于力、电耦合问题的三类交量广义交分原理,提出了广义杂交压电单元列式。为了进一步改进单元的性能和保证单元能够通过分片检验,通过引入非协调模式、放松电学方程约束条件和单元间的弱连续性条件,建立了新的、修正的广义交分原理,在此基础上成功地引入了应力、应交的正交化插值模式,从而建立了精化杂交压电单元法,它继承了常规精化杂交单元的全部优点。文中所推导的八节点精化杂交压电固体单元列式完全避免了矩阵求逆运算,较广义杂交压电单元和杂交应力压电单元均显著提高了计算效率。数值算例表明,与同类型其他单元相比,该单元明显具有更好的对歪斜网格的适应性。  相似文献   

17.
何东升  唐立民 《力学学报》2002,34(6):924-934
首先对薄板弯曲平衡方程的弱形式进行了推导,导出保证单元收敛的弱协调条件,即三角形顶点函数值连续和三边的法向导数积分连续这两个条件;对比拟协调元、广义协调元和双参数法中所使用的3个积分连续条件,本条件更弱;再对这3个积分协调条件的构成方法进行了总结和分析,现有采用积分连续条件构造的有限元大都采用了这些构成方法.采用弱协调条件构造有限元,比原来的构造范围更广,井以此构造出几种单元作为算例.采用这种构成法还可构造多种单元,它们都具有采用最小势能原理法构成有限元的简便的优点,并在任意网格下收敛到真解.  相似文献   

18.
对于板壳问题,共有三种数值模拟方案:线性或非线性的板壳理论、退化连续体方案和直接三维连续体方案。无网格法近似函数可具有C1甚至更高的连续性,便于在K irchhoff-Love理论中应用。但当各种无网格法用于M ind lin-R e issner板理论时,会遇到数值锁死的困扰。对比之下,三维连续体方案是最简单,最精确但并不常用的一种方案。无网格法近似函数具有高度光滑性,在板壳的厚度方向仅布置2~5层点就可以很好地捕捉此方向场的梯度,同时还可以在一定参数范围内避免剪切和体积锁死,在处理复杂本构关系、非线性板壳等问题中更是具有很大优势。本文采用无网格伽辽金法(EFG)和三维连续体方案分析了线性板壳问题,与有限单元法做了对比,并讨论了数值锁死等问题。  相似文献   

19.
A finite element stream function formulation is presented for the solution to the two-dimensional double-glazing problem. Laminar flow with constant properties is considered and the Boussinesq approximation used. A restricted variational principle is used, in conjunction with a triangular finite element of C1 continuity, to discretize the two coupled governing partial differential equations (4th order in stream function and second order in temperature). The resulting non-linear system of equations is solved in a segregated (decoupled) manner by the Newton-Raphson linearizing technique. Results are produced for the standard test case of an upright square cavity. These are for Rayleigh numbers in the range 103?105, with a Prandtl number of 0.71. Comparisons are made with benchmark results presented at the 1981 International Comparison study in Venice. In the discussion of results, emphasis is placed on the variation of local Nusselt number along the isothermal walls, particularly near the corner. This reveals a noticeable source of error in the evaluation of the maximum Nusselt number by lower order discretization methods.  相似文献   

20.
电磁共振腔辛有限元法   总被引:7,自引:4,他引:3  
将电磁场的基本方程导向了对偶方程形式。给出了推导电磁场有限元所需相应的对偶变量变分原理。为了有限元列式的保辛,交分原理被积函数可导向对于对偶变量为对称的形式。交分原理的边界积分项对于相邻单元互相抵消。对偶变量有限元推导可避免所谓的C1连续性问题。采用对偶变量离散分析了共振腔本征值问题,离散后再消去一类变量可导出普通的广义本征值问题而求解。算例表明了对偶变量有限元分析的有效性。  相似文献   

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