高温下受压钢构件考虑屈曲的有限元本构模型

为计算大空间钢结构高温下的力学性能, 需考虑受压钢构件屈曲. 将钢构件屈
曲特性反映在材料的本构模型中, 进行高温下大空间钢结构有限元计算. 通过研究轴心
受压钢构件在不同温度下的弯曲变形, 推导出考虑长细比、初始缺陷、临界力等因素的
受压钢构件名义轴向刚度; 通过能量等效, 用等效刚度代替名义轴向刚度, 得到高温下
受压钢构件考虑屈曲的钢材两折线应力--应变本构模型, 数值计算验证了模型的正确性.     

拱形薄壳结构的减振降噪优化设计

基于拱形薄壳结构的动力仿真, 提出结构振动噪音最小、满足重量约束的约束阻尼厚度优化
设计模型. 利用K-S函数得到结构的振动加速度级, 将其作为结构减振降噪效果的评定参数,
采用响应面方法拟合目标函数, 并对其进行误差检验, 适当缩小设计变量范围调整
误差后, 响应面曲线的拟合程度较好. 最后采用二次规划方法求解模型, 经过优化设计, 结构第一阶固
有频率增加22.97%, 振动加速度级值减小12.96%, 结构的性能得到了很大提高.     

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通过研究冲击载荷作用下缩比钢板模型与地面土体沉降量之间的关系,
判断并确定地面的承载安全性. 依据相似准则理论, 选定冲击载荷具体方法的基础上, 据此
进行了缩比钢板气动冲击试验, 为支撑盘作用下地面承载力的研究评判提供了试验结果, 实
现了模仿实际现场的一种新的冲击载荷加载方法.     

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采用C-Mn钢韧断机理的研究成果与点缺陷在应力场中的迁移运动规律, 分析了在高温下, 空
位对韧性断裂的微观过程的影响, 建立了中温范围内断裂韧度$J_{\rm IC}$和温度$T$的关系. 在
此基础上对多种压力容器钢断裂韧度的实验数据进行了分析, 最后验证了模型的合理性.     

多功能力矩分配法

提出了新的力矩分配思想，将角位移和线位移综合考虑，使力矩分配法能直接应用于有侧移结构，且在计算内力的同时还能计算结构的位移，使力矩分配法具有多功能. 实例计算表明，该方法正确、简单，有利用价值.     

一个典型的定性结构力学命题————两端固定单跨梁在温度变化条件下的弯曲变形

两端固定单跨梁在温度变化条件下的弯曲变形命题是``定性结构力学'的一个典型例题, 通
过该命题的提出和解答, 展示了定性结构力学的基本概念和运用手法, 有助于学生了解和掌
握定性结构力学的基本原理和方法.     

岩桥拉张破裂数值模拟研究

为了研究岩桥拉张破坏规律, 采用有限元软件
FEPG,对不同倾角岩桥拉张破裂过程进行数值模拟. 模拟结果显示, 在单轴压缩条件下, 对于
同一裂纹角度、相等距离的两组平行预裂纹, 在不同的岩桥倾角条件下, 预裂纹扩展程度不
同; 岩桥倾角越大, 岩桥越容易拉张破坏.     

连续梁的多结点力矩分配法

 计算了连续梁在结点力偶荷载作用下柔度矩阵的表达式，在此基础上，提出了 多结点力矩分配法. 对于一个承受任意荷载的$N$个结点的连续梁，该方法同时松开多个 结点，通过迭代获得各结点转角值，然后利用杆件的转角位移方程就可获得杆端弯矩的值. 该方法综合了位移法和力矩分配法的优点，较传统力矩分配法可显著减少计算工作量.     

力矩分配法的方程解法

在传统力矩分配法的基础上,将渐进的计算过程转化为方程组的求解,可以更好地理解力矩分配法的分析思路及计算过程,同时提高计算效率和精度。该方法所得到的方程与矩阵位移法所得方程形式相同,但未知量完全不同,方程的推导过程更简洁且易于理解,在教学中可以启发学生对矩阵位移法分析思想的思考。     

力矩分配法中的无侧移限制

讨论一般力矩分配法的适用条件. 当研究多种单元和复杂单元，提供必要的分配系 数和传递系数后，结点无侧移条件可适当放宽，成为广义的力矩分配法，但已不是工程 师所需的手算方法.     

对图乘法的发展

将能量偏导数定理应用于力法中,探索了超静定结构力法计算的新思路．传统的力法是利用基本体系在基本未知力处的变形(连续)条件来建立力法方程的．为了克服传统力法中弯矩图乘时由于Mi和Mp图取自同一基本结构而产生的不便,利用卡氏第二定理,得到了力法的基本方程,证明了在力法中可以混合采用不同的基本结构来分别计算Mi和Mp,并分析了所得基本方程的物理意义．通过实例计算和比较,证明该方法完全正确,且大大简化了计算,使力法的实用性更进一步加强,有较大的使用价值．     

粒子法中自由表面粒子识别

针对移动粒子半隐式法MPS（Moving Particle Semi-implicit Method）基于粒子数密度来判断自由表面会出现将内部粒子误判为自由表面粒子的问题,提出了一种结合几何法和体积法的自由表面粒子判定方法。通过对溃坝问题进行数值模拟,结果表明,全新的自由表面粒子判定方法对流体平稳运动以及剧烈运动两种工况,都能准确地判断出自由表面粒子,解决了基于粒子数密度判断方法因粒子分布稀疏产生误判的问题。[JP2]这种全新的自由表面粒子判定方法对今后采用MPS方法计算两相流问题时,两种介质在界面处的传热传质计算有重要意义。     

基于Householder方法的子域精细积分

有限元法生成的矩阵通常具有尺度和带宽很大的特点,应用子域精细积分面临着选择子域的困难。本文采用Householder方法将矩阵三对角化,从而使子域精细积分可用于大型有限元系统。通过在子域精细积分中引入预估-校正格式,可以在不需要迭代的情况下得到比蛙跳格式更高的精度。     

自然单元法的自适应研究

自然单元法(NEM)是一种新兴的无网格数值计算方法,具有前处理简单和易于准确施加本质边界条件等优点.本文基于Z-Z后验误差估计方法,给出了一种自然单元法的误差估计因子和自适应分析细化方案.采用结点处的光滑应变计算相应的恢复应力,并用于构造全域上的恢复应力场.通过结点Voronoi单胞内的能量范数相对误差指示需要进行结点...     

Nano-moire method

Nano-moiré method presented in this paper is an experimental technique which allows direct measurement of nanoscopic mechanical parameters, such as displacement, strain and dislocation distribution. The basic idea is the formation of moiré fringes when a HREM (high resolution electron microscopy) image of crystal material is superimposed with a unidirectional grating. Fourier filtering technique is used to increase the contrast of fringes and to multiple the fringes. This method has atom-size sensitivity and spatial resolution, and relatively large range. It provides a new experimental technique with very high sensitivity and spatial resolution for nanomechanics. The project supported by the National Natural Science Foundation of China     

完全变换法在无网格伽辽金方法中的应用

由于移动最小二乘形函数一般不具有常规有限元或边界元形函数所具有的插值特征，本质边界条件的处理成为无网格伽辽金法实施中的一个难点。本文通过建立节点位移和广义位移之间的关系对移动最小二乘形函数进行修正，给出了修正的移动最小二乘形函数；以二维问题为例，对完全交换法在无网格伽辽金方法中的应用进行了研究，实现了本质边界条件在节点处的精确施加。数值计算结果表明该方法不仅简单合理，而且具有较高的精度、收敛性和稳定性。     

一种投影浸入边界法的快速直接求解方法

根据投影浸入边界法分步投影求解的特点,同时针对压力泊松方程离散后的大型稀疏线性方程组是非奇异非对称的特点,结合开源函数库UMFPACK,在传递线性方程组的系数矩阵和右端向量时,采用函数库Eigen将系数矩阵的数据结构改写优化,大大降低了存储空间,实现对高维大型稀疏线性方程组的快速求解,同时求解保持良好的稳定性。本文首先利用一具有解析解的数值算例验证了求解泊松方程数值方法的准确性和网格依赖性,进而利用VC++编写投影浸入边界法的数值计算程序,以单圆柱绕流为基准数值算例,通过与其他文献和实验结果的对比,验证了投影浸入边界法数值计算结果的可靠性,并进一步分析了不同雷诺数下圆柱绕流的流场结构特征和尾涡结构的动态演化过程。     

无网格Galerkin法与非协调元方法的耦合

无网格Galerkin法(EFGM)处理不可压缩问题时不存在自锁现象，有限元方法(FEM)也常被用来与其耦合以方便地施加边界条件和提高计算效率。在有限元方法中使用等参元，EFGM与FEM的耦合方法在处理不可压缩问题时仍然存在自锁现象。本文在有限元方法中，采用非协调元，将无网格kGalerkin法与非协调元耦合，保留了耦合方法的优点，且避免了求解不可压缩问题时的自锁现象。算例显示本文方法在分析平面应变不可压缩问题时能得到合理的结果。     

Two-dimensional moiré method and grid method using Fourier transform

Formerly, the authors presented one-dimensional strain analysis by a moiré method using a Fourier transform. In the present work, the method is extended to two-dimensional strain analysis. The analysis is completely automated by introducing digital image processing. All of the laborious and subjective procedures required in the classical and conventional moiré method, such as separation of the two gratings, fringe-sign determination, fringe ordering and fringe interpolation, are completely eliminated; and objective, fast and accurate analysis can be made.currently Engineer, Kansai Electric Power Co. Inc.Paper was presented at the 1988 SEM Spring Conference on Experimental Mechanics held on June 5–10 in Portland, OR.     

The vorton method

After a general introduction to the vorton method, which is a vortex method resembling the 2-D point-vortex method, a set of equations describing dynamics of 3-D vortex singularities (vortons) is derived, avoiding the inconsistency in the derivation of other vorton equations which have been applied. Though inviscid, numerical simulations show reconnection phenomena.