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本文基于一个改进的弹塑性的Hellinger/Reis■ner 混合变分原理构造了一种用于解弹塑性问题的四节点等参杂交应力元.新的模型中,在单元内增加了等效应力增量、塑性等效应变增量及不协调位移变量,从而使单元内的屈服准则及流动法则平均得到满足,不协调位移改进了单元应力精度.计算表明,新的模型可以提高弹塑性杂交法的精度和计算效率. 相似文献
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平面4结点等参元高斯点应力的适用性黄文彬李明瑞(北京农业工程大学,北京100083)在平面弹性和弹塑性有限元分析中,广泛使用3~9结点等参单元,在使用4结点等参单元时,通常用2×2高斯点积分,在应力输出时,也常输出高斯点处应力,特别在弹塑性分析中,常... 相似文献
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平面4结点等参元高斯点应力的适用性黄文彬李明瑞(北京农业工程大学,北京100083)在平面弹性和弹塑性有限元分析中,广泛使用3~9结点等参单元,在使用4结点等参单元时,通常用2×2高斯点积分,在应力输出时,也常输出高斯点处应力,特别在弹塑性分析中,常... 相似文献
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弹塑性有限元的一些解法比较 总被引:1,自引:0,他引:1
1.弹塑性有限元分析的基本公式根据von Mises 屈服准则和Prandtl-Reuss塑性流动律,可以导出弹塑性阶段的应力增量-全应变增量之间的本构关系:{dσ}=[D_(eP)]{dε} (1)其中{dσ}为应力增量列阵,{dε}为应变增量列阵,[D_(eP)]为弹塑性系数矩阵,它的表达式为:其中(?)为有效应力,[D_e]为弹性系数矩阵,H=(?)/((?)~p)为有效应力和有效塑性应变曲线的斜率.增量形式的平衡方程为:[K]{△u}={△P} (3)其中[K]为总体刚度矩阵,{△u}为位移增量列阵,{△P}为外载荷增量列阵.2.几种解法方程(3)是非线性的.对于一般问题,精确求解比较困难.目前,一般都用近似法来求解.下面介绍几种解法. 相似文献
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具有有限差分法特征的虚单元法,可视为是有限元法向任意多边形单元的扩展。在材料细观力学性能表征、非均质材料力学分析等非线性问题方面,传统的弹塑性有限元法具有网格数目多、效率低下等不足之处,而虚单元法使网格划分更加灵活,为材料的弹塑性力学分析等非线性问题提供了新的思路。基于增量法弹塑性力学原理和双线性投影算子,建立了弹塑性力学问题的虚单元法求解技术,提出了弹塑性力学问题虚单元法的应力更新方案,研究了弹性力学问题虚单元法的精度和收敛性,讨论了虚单元法求解弹塑性力学问题的网格依赖性。同时,开展了任意多边形和凹多边形单元的数值试验研究,结果表明,虚单元法无须分割多边形,仅需节点自由度便可求得单元刚度矩阵和应力等效荷载,程序实现简单,计算精度高,改善了传统有限元的网格依赖性和塑性区的网格奇异性。 相似文献
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利用3σ准则将随机变量近似的转换为区间变量,构建了区间栽荷作用下的区问参数平面连续体结构的拓扑优化设计数学模型.以结构的形状拓扑信息为设计变量,结构总质量均值极小化为目标函数,满足单元应力非概率可靠性和结构总体积为约束条件,研究随机-区间模型的拓扑优化设计问题.基于区间因子法,导出了单元应力响应的均值和离差的数学计算表达式,并采用双方向渐进结构优化方法进行求解.通过假设确定性模型最优结构拓扑设计方案中的各个参数与随机-区间模型中参数具有相同分散性,对不同模型进行优化.计算结果表明:在相同载荷作用下,确定性模型下的最优解很可能是随机-区间模型下的不可行解. 相似文献
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ChertSub-A- WuJie LiuChun 《Acta Mechanica Solida Sinica》2003,16(2):141-146
An interval optimization method for the dynamic response of structures with interval parameters is presented. The matrices of structures with interval parameters are given. Combining the interval extension with the perturbation, the method for interval dynamic response analysis is derived. The interval optimization problem is transformed into a corresponding deterministic one. Because the mean values and the uncertainties of the interval parameters can be elected design variables, more information of the optimization results can be obtained by the present method than that obtained by the deterministic one. The present method is implemented for a truss structure. The numerical results show that the method is effective. 相似文献
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区间参数结构的动力响应优化 总被引:3,自引:1,他引:2
讨论区间参数结构的动态响应问题的区间优化方法.利用摄动理论和函数区间扩张,将区间优化问题转化为近似的确定性优化问题.由于区间设汁变量的中值和不确定性半径均可取作优化参数,昕以可得到比确定性优化更多的优化信息.将该方法应j用于桁架结构,算例表明该方法是有效的. 相似文献
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基于区间分析的工程结构不确定性研究现状与展望 总被引:15,自引:0,他引:15
随机分析方法、模糊分析方法是已经广泛使用的工程结构不确定性分析方法, 近年来区间分析方法逐渐为人们所熟知并成为是一种新的工程结构不确定性分析方法,它主要用来研究具有区间特性的工程结构. 区间分析方法在统计信息不足以描述不确定参数的概率分布或隶属函数、工程单位仅提供不确定参数的区间范围而想获得结构响应的区间范围时就发挥了其优点. 综述了区间分析方法及其在工程结构不确定性分析中的应用状况, 将基于区间分析的工程结构不确定性问题研究归结为以下4个方面: 不确定性结构系统的区间有限元分析; 基于区间的非概率可靠性分析; 工程结构区间反演分析; 基于区间参数的结构优化设计. 分析评价了国内外在这几个方面的研究成果及其最新进展, 同时指出目前研究中存在的问题和研究的方向. 相似文献
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基于单元的静力区间有限元法 总被引:16,自引:2,他引:16
在许多工程问题中 ,结构参数和荷载具有某种程度的误差或不确定性。若不将它们定量化或模型化加以考虑 ,就不能作出合理的分析和设计。考虑到有限元法在科学界和工程界的广泛应用 ,本文以连续梁结构为例 ,建立了基于单元的静力区间有限元法。为了说明本方法的有效性 ,本文给出了一个数值例子 ,并把所得结果与文献 [1 2 ]进行了比较。 相似文献
15.
Interval Arithmetic and Static Interval Finite Element Method 总被引:7,自引:1,他引:6
IntroductionIntheanalysisanddesignofstructures,someunavoidableuncertainties ,suchasthatofmaterialandgeometricalproperties,loads ,andsoon ,shouldbereasonablytakenintoaccount.Inthepastdecades,theseuncertaintiesweremostlytreatedwithprobabilitytheoryorrandomp… 相似文献
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叶庆凯 《应用数学和力学(英文版)》1988,9(5):509-514
It is difficult to solve the contact problem by usual finite element program. In this paper, we express the contact problem
as an optimization problem. In this form we do not need to know all boundary condition in advance. We only need to know the
constraint conditions. This method is especially good for solving contact problem. Using this method, we calculate the stresses
of the softwheel in the harmonic gear given by Shanghai Jiaotong University, and the results are in good agreement with the
experimental results. 相似文献
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The problem of interval correlation results in interval extension is discussed by the relationship of interval-valued functions and real-valued functions. The methods of reducing interval extension are given. Based on the ideas of the paper, the formulas of sub-interval perturbed finite element method based on the elements are given. The sub-interval amount is discussed and the approximate computation formula is given. At the same time, the computational precision is discussed and some measures of improving computational efficiency are given. Finally, based on sub-interval perturbed finite element method and anti-slide stability analysis method, the formula for computing the bounds of stability factor is given. It provides a basis for estimating and evaluating reasonably anti-slide stability of structures. 相似文献
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实际结构或构件的几何与材料参数总包含不确定性,在对结构计算模型进行精确分析时,有时需要对参数不确定性进行量化。本文提出了一种用于区间参数识别的反演方法,即基于泰勒级数展开式分别建立参数与响应的区间中值、区间半径的对应函数关系,并通过构建两个反演问题来分步识别参数区间中值和半径,以避免区间扩张现象和简化优化反演过程。通过数值质-弹系统初步验证了方法的可行性,然后基于一组钢板的动测数据,识别了钢板的几何及材料特性参数的区间范围。研究结果表明,本文方法具有良好的区间反演精度,能有效地避免区间扩张现象,可以用于实际工程区间问题的求解。 相似文献
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For structural parameters with uncertainties, interval mathematics can, in the case where the probabilistic distribution density
of uncertain variables is unavailable, deal with the influence of uncertainties in structural parameters on the response of
structures. In order to evaluate the region containing natural frequencies of structures with interval parameters, the interval
parameter perturbation method is presented in this paper. The advantage of the present method is its computational efficiency
in evaluating the region containing natural frequencies. A numerical example is used to illustrate the efficiency of the method
proposed.
The project is supported by National Youth Natural Science Foundation of China and National Outstanding Youth Science Foundation
of China. 相似文献