用样条有限点法解圆柱壳的静力、动力和稳定问题

对于弹性薄板的静力、动力和稳定问题,文献[1][2]等已表明,利用样条有限点法比有限元法、有限条法及样条有限元法计算工作量少,而精度高,特别是解动力和稳定问题其优点更加显著。这种方法不但可应用于薄板问题,而且可应用于几乎与有限条法相同领域的所有问题,如厚板、夹层板、加筋板、圆柱壳、旋转壳体等问题。本文计     

椭圆孔三维应力集中及其对疲劳强度的影响

应用有限单元法对有限厚中心椭圆孔板的三维应力集中进行了分析。发现厚板的最大应力集中总是与自由表面保持一固定的距离而不随板厚的增加而变化;椭圆形状因子越小,距离自由表面越近。得到了最大三维应力集中、表面应力集中与相应平面解之间的近似关系和经验公式;研究了厚度对疲劳强度的影响,并给出相应的影响系数。     

固定式厚管板的弯曲问题

本文应用E.Reissner的厚板理论对高压固定式热交换器管板的弯曲问题进行了研究,给出了厚管板在固定和简支两种边界条件下的应力和挠度的解析公式。由实例说明,理论值与试验值相当符合,本文公式可供厚管板设计时参考。     

切比雪夫谱有限条

文[1]用有限条法分析薄板弯曲时,将薄板分成若干条带,条的端部以振动梁函数等特殊函数为基函数,对不同的边界条件,取不同基函数,给计算和程序编制带来麻烦。本文将以切比雪夫多项式作为有限条端部的基函数,並通过建立边界约束方程来统一处理各种边界条件,边界约束方程可简化有限条的刚度矩阵,计算结果与理论解较吻合。     

曲线加筋Kirchhoff-Mindlin板自由振动分析

相比传统加筋板,曲线加筋板能够更充分地发挥材料力学性能.在加筋板力学分析中,厚板通常采用Reissner-Mindlin理论,然而当板厚较薄时易出现剪切自锁,离散的Kirchhoff-Mindlin理论采用假设剪切应变场可避免该问题.针对曲线加筋Kirchhoff-Mindlin板自由振动分析,采用离散的Kirchhoff-Mindlin三角形单元和Timoshenko曲梁单元分别模拟板和加强筋,根据板的位移插值函数及筋板交界面的位移协调条件,建立基于板单元位移自由度的有限元方程.为了验证方法的有效性和准确性,采用直线加筋薄板、曲线加筋薄板和厚板3种模型进行算例研究,通过收敛性和精度分析来选择合理的有限元网格密度.直线加筋薄板前20阶固有频率均与文献结果吻合良好;曲线加筋板算例中,本文方法满足收敛条件的板单元数目为2469,Nastran模型板单元数目为6243;本文所得曲线加筋板固有频率与Nastran计算结果最大误差为3.4%.研究结果表明,本文方法无需筋板单元共节点,可使用较少的有限元网格数量,并能够保证计算精度;在离散Kirchhoff-Mindlin三角形板单元基础上构造Timoshenko梁单元可同时适用于曲线加筋薄板与厚板自由振动分析.     

任意支承条件下连续板系结构的有限板块解法

本文基于薄板小挠度弯曲理论,构造出板元内部解析、边界挠度和边界法向弯矩以带补充项的付氏级数逼近、同时考虑域内多点支承作用的板元位移函数,给出了一个适用于任意支承条件下连续板系结构的有限板块法求解格式。数值计算结果表明:本文的方法具有良好的计算精度和计算效率,适于工程应用。     

任意支承条件下连续板系结构的有限板块解法

本文基于薄板小挠度弯曲理论，构造出板元内部解析，边界挠度和边界法向弯矩以带补充项的付氏级数逼近，同时考虑域内多点支承作用的板元位移函数，给出了一处适用于任意支承条件下连续板系结构的有限板块法求解格式。数值计算结果表明：本文的方法具有良好的计算精度和计算效率，适于工程应用。     

用有限厚条法计算弹性厚板振动

取考虑横向剪切变形和转动惯量的厚板条的各阶振型作为有限厚条的条向连续函数,在板条的横向每一边采用四次多项式的三个独立变量(挠度和二向转角),质量矩阵计入转动惯量的有限厚条法被用来分析矩形弹性厚板的横向振动。给出了不同模型的数值结果,并与解析解、有限元解和一般有限条解等进行比较,表明本文的方法具有精度高,自由度少的特点。     

不同支承条件矩形中厚板的精确解

本文在Ｒｅｉｓｓｎｅｒ板理论中和学应力变量方法得到挠度函数ｗ（ｘ，ｙ）和应力函数ψ（ｘ，ｙ）解。在这些解中，选择一些三角级数和多项式作为问题的挠度作为函烽和应力函数，从而得到一些矩形厚板问题的解，例如矩形悬臂厚板，三边固定一边自由矩形厚板等。这里不需要繁锁也叠加。     

基础板的一种迦辽金有限条元解法

有限条法的一个显著优点,它使单元刚阵降阶,总刚阵极为稀疏且正定,这样易于在小容量计算机上求解问题。对于不存在泛函或者建立泛函很困难的问题中,迦辽金有限元法是十分有效的。本文提出迦辽金有限条法分析基础板问题。我们先将基础板的基本方程通过积分变换表达成矩阵形式,再对板离散为有限条元,从而导出基础板的有限条元基本方程,通过算例表明,精度较满意。     

含任意椭圆核各向异性板杂交应力有限元

基于含椭圆核有限大各向异性板弹性问题的复变函数级数解,应用杂交变分原理建立了一种与常规有限元相协调的含任意椭圆核各向异性板杂交应力有限元.单元内的应力场和位移场采用满足平衡方程、几何方程与物理方程的复变函数级数解,假设的复变函数级数解精确满足椭圆核边界处的位移协调条件和应力连续条件,单元外边界上的位移场按常规有限元位移场假设,单元内椭圆核的长轴可以与材料主轴不重合.单元刚度矩阵采用Gauss积分求得,并给出了建立刚度矩阵的主要公式和推倒过程.数值计算结果表明该单元具有计算精度高、计算工作量小等优点.     

厚管板的等效弹性常数

本文考虑了厚管板界条之间的约束条件和界条断面上存在着相应的双力矩,并由此导出了三角形排列厚管板的等效弹性系数公式和等效波桑系数公式。由该公式计算的结果和Sampson R.C.的实验值、Slot T.的数值解是一致的。     

基于厚板理论分析深水域中弹性浮板的水波响应

基于线性水波理论和Mindlin厚板动力学理论,采用Wiener-Hopf 方法,研究了不同水深水面上弹性浮板在不同入射波数水波作用下的动力学响应问题。首先推导了无限深水域中弹性浮板水波响应的解析解,并将本文分析计算结果与采用其他方法(经典薄板理论)得到的计算结果进行了对比和分析;其次,采用本文方法研究了大型浮板在三种入射波数的水波作用下动弯矩幅值的分布情况;最后,根据其他文献的方法计算了不同水深(有限水深)情况下浮板的动响应,并与本文的计算结果进行了对比分析。     

弹性地基上四边自由Reissner矩形中厚板的有限积分变换法

将弹性地基视为Winkler模型,利用二维有限积分变换的方法推导出了弹性地基上四边自由矩形中厚板位移和内力的精确解.由于在求解过程中不需要预先人为选取位移函数,而是从弹性地基上中厚板的基本方程出发,直接利用有限积分变换的数学方法求出可以完全满足四边自由边界条件,弹性地基上矩形中厚板问题的精确解,使得问题的求解更加合理.最后通过计算实例验证了所采用方法及所推导出的公式的正确性.     

加固后的有限中心开裂板的分区广义变分原理解法

本文采用复变函数作为有限单元模式,结合运用分区广义变分原理,解决了经贴焊加固板后的有限中心开裂板的应力强度因子降率的计算问题,并得到了该问题的近似的解析解。计算实践表明,本方法成功地分析和解决了加固板与有限中心开裂板在焊接线上的位移连续和内力平衡问题。与常规有限元方法相比较,本方法可大大节约内存、提高精度、降低计算时间。数值计算的结果列于诸表之中,可供工程技术人员设计参考。     

有限宽板中心裂纹断裂过程区的长度和位移公式

对岩石、混凝土和陶瓷等准脆性材料进行断裂分析,有必要研究裂纹前端的断裂过程区所起的作用以及各种因素对它的影响。本文提出分析有限宽中心裂纹板剪切断裂过程区的方法,此方法基于D－B模型的叠加原理,考虑了压剪断裂的摩擦阻力,并将有限板宽影响简化为载荷的修正,以非常简便的方法推导出计算断裂过程区长度和位移的公式,这些公式补充了现有文献只有“无限大”板的解的不足。利用这些公式,分析各种参数对断裂过程区长度和位移的影响变得非常方便。     

一种只用挠度插值函数的厚、薄板通用三角形单元

在Reissner厚板理论中,如果设板内剪力为常量,则板的横向剪切变形与挠度不再相互独立。本文据此构造了一种只用挠度插值函数的厚,薄板通用单元。     

弹性地基上四边自由矩形厚板的解

本文采用迭加法解决了弹性地基上四边自由矩形厚板的求解问题,其中板取为Reissner模型,地基取为文克尔模型。本文的解同有限元、有限差分和福里哀级数解作了对比。     

非均匀弹性支承Reissner板分析的域外奇点法

本文基于Ｒｅｉｓｎｅｒ厚板理论，采用域外奇点法分析了非均匀弹性支承的厚板该法能方便地应用于工程计算中，处理诸如筏形基础筏板、桩数较多的桩基承台和高层建筑转换厚板等工程问题     

样条配点法解板壳动力响应问题

本文提出以三次B样条函数为时域函数的试函数,用配点法解算薄板及薄壳的动力响应问题。通过拉格朗日方程得到板壳的运动微分方程式。置样条结点的残值方程为零的条件可以推出连续计算板壳振型位移、速度及加速度的循环公式。文中导出考虑阻尼比的计算稳定性准则并粗略地讨论了精度。 通过多例计算并与Newmark方法及Wilson-θ法比较,计算结果基本相同,但由于样条函数的良好逼近性及紧凑性,本文计算精度较佳,工作量较少及其他优点可以考虑作为分析板壳动力响应有效方法之一。