几何非线性非协调模式研究

提出一类解除单元间协调约束的大变形变分原理,适用于任意非协调函数而无需预先施加收敛约束。由此建立了适用于不同标架的非线性精化直接刚度法。其列式只对应变项做简单修改,其余步骤与直接刚度法相同。     

精化杂交压电固体单元的研究

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。     

变厚度薄板、壳广义杂交元

本文基于胡海昌-鹫津久一郎广义杂交变分原理建立了一种三角形变厚度薄板、壳广义杂交元。给出提高杂交元实施效率的一种可能途径。这类单元与其他类型的杂交模型相比,精度高且能较好地避免矩阵求逆运算,具有较好的实用性。单元刚度矩阵常常给出显式,用于直接刚度法程序很方便。 本文还进一步指出,各种杂交模型都可以看成是一种广义直接刚度法。     

精化直接刚度法与不协调模式

基于不协调元的收敛条件，建立了精化直接刚度法（ＲＤＳＭ）所对应的不协调位移模式，从而使ＲＤＳＭ成为建立单变量不协调元的有实用性的一般方法。     

非线性广义杂交元

选择新的三类变量建立了放松单元间连续性条件的用于非线性有限元分析的泛函，并由此建立了基于不协调模式的非线性广义杂交元方法。     

一种新型的薄板弯曲单元

本文将薄板弯曲问题的4阶微分方程,化为两个2阶微分方程,并提出了一个与之相应的三变量广义变分原理,然后从这个原理出发,进行有限元求解。该方法不但成功地将C~1连续性条件降为C~0问题,而且降低了板单元的自由度数目,同时单元的精度也是令人满意的。     

Wilson单元与广义杂交元等价性

本文用广义杂交法推出了Wilson单元及其修正模型,证明了Wilson不协调元与广义杂交元的等价性。     

单变量有限元的新思考：精化直接刚度法

对单变量有限元和多变量有限元进行了综合分析和比较。其中包括有限元法的单元的可靠性问题：收敛性，坐标不变性，伪零能模式；单元的性能；计算精度，对畸变网格的适应性及解除闭锁、解的晃动现象等问题，进一步对单变量有限元提出新的思考，有精化直接刚度法发展变量有限元，使之能兼备单变量有限元与多变量有限元之长，克服两者之短。     

带旋转自由度的精化非协调平面四边形等参元

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。