计算力学非线性分析的现状与展望

本文对计算力学非线性分析近年来的发展做了简单回顾。文中说明了非线性数值分析日益受到重视并且还需要走很长的路,进而介绍了近廿年来非线性问题算法的两个最要方面:延续算法和单纯形算法。文末对数值方法未来十年的可能发展做了展望。     

一种适用于强非线性结构力学问题数值求解的修正小波伽辽金方法

论文通过对有限区间上的任一连续函数在边界处采用基于泰勒展开的延拓处理,构造了一种与任意边界条件相协调的改进小波尺度基函数及在此基础上建立了小波逼近格式,由此可有效避免小波逼近在求解微分方程时在边界处的跳跃或抖动问题.在此基础上,结合论文后两位作者提出的广义小波高斯积分法,关于未知函数的任意非线性项的小波展开可以显式地用原未知函数的展开系数表征,据此建立了一种可适用于求解任意强非线性的梁弯曲问题的小波伽辽金方法.该方法具有解的封闭性与计算简单等特点.通过定量求解包含幂次非线性与非幂次非线性项梁的两例大挠度弯曲问题,所得结果表明论文所建立的方法具有良好的数值精度.     

非线性问题的变分迭代方法及其应用

本文应用变分的概念,提出了求解非线性问题的加速迭代方法．这一方法的基本思想是：先给出问题的近似解,再引进一乘子校正其近似解;而乘子可用变分的概念最优确定,几个例子说明这种方法是有效的．     

复合材料及其结构的非线性力学问题

本文根据最近文献及新近进展,讨论了复合材料及其结构的非线性力学问题,这是一个在实用上和理论上很重要并且越来越重要的问题。      

电弹性体力学中的偏场方法及其应用

主要综述了当前有关叠加于偏场之上的电弹性体小位移问题的求解方法,即偏场方法.首先介绍了作为偏场方法理论基础的非线性电弹性力学理论,接着总结了偏场方法的研究进展以及受偏场作用后,电弹性梁、板、壳结构的分析方法,随后综述了偏场方法的诸多应用:其中,包括在薄壁电弹性结构屈曲分析中的应用、在记时与通信压电谐振器和基于频率漂移原理所设计的声波传感器的频率稳定性分析方面的应用、在非线性电弹性材料系数的测定以及偏场作用下电致伸缩陶瓷特征的分析等方面的应用.最后给出了该领域当前和未来的一些可能的研究课题.全文参考文献166篇.      

浅析非线性科学及其在力学问题中的应用

本文主要从孤子、混沌、分形理论以及神经网络这4个方面讨论了非线性科学的主要特点与重要应用, 并结合实例说明在力学问题研究中的应用.     

《微分方程的分析力学方法》内容简介

《微分方程的分析力学方法》,梅风翔,吴惠彬著,本书全面系统地论述常微分方程的分析力学方法,包括常微分方程的力学化、降阶法、Hamilton-Jacobi方法、Poisson方法、Noether方法、Hojman方法、场方法、势积分方法、共形不变性、Jacobi最终乘子、Lagrange方法与Birkhoff方法、力学化与稳定性等．     

基于Haar小波方法的功能梯度材料矩形板三维力学分析

利用Haar小波方法对任意材料梯度分布的四边简支功能梯度材料矩形板进行了三维力学分析.由于小波方法在求解局部奇异性问题上的优越性,对于任意材料梯度变化,甚至材料性质存在局部剧烈变化的情况,各分量的Haar小波级数解都有较好的收敛性.通过算例得到了矩形板在机械荷载作用下,平板上下表面材料性质差异以及材料不同梯度形式对其结构响应的影响.     

数值流形方法及其在岩石力学中的应用

数值流形方法是目前岩石力学分析的主要方法之一.该方法起源于不连续变形分析,主要用于统一求解连续和非连续问题,其核心技术是在分析时采用了双重网格:数学网格提供的节点形成求解域的有限覆盖和权函数;而物理网格为求解的积分域.数学网格被用来建立数学覆盖,数学覆盖与物理网格的交集定义为物理覆盖,由物理覆盖的交集形成流形单元.流形方法的优点在于它使用了独立的数学和物理网格,具有和有限元明显不同的定义形式,且数学网格对于同一问题不同的求解精度的需求可以很方便地细化.由于该方法考虑了块体运动学,可以模拟节理岩体裂隙的开裂和闭合过程,因而在岩石力学中得到了广泛应用,近年来许多学者对该方法进行了研究.本文简要叙述了节理岩体的数值方法从连续到非连续的发展过程,详细地介绍了数值流形方法的组成和数值流形方法在岩石力学及其相关领域的研究和发展概况,最后就作者所关心的一些问题,如三维问题的数值流形方法、数值流形方法在物理非线性问题和裂纹扩展问题中的应用、相关的耦合方法等进行了探讨.      

无网格方法在平面粘弹性力学问题中的应用

本文综合应用无网格方法(EFGM)、线性粘弹性与弹性力学之间的对应原理,Laplace变换和逆变换等方法求解了拟静态平面弹性和粘弹性力学问题。首先,利用Laplace变换和逆变换推导了平面问题的粘弹性本构关系,建立了拟静态粘弹性平面问题的边值问题;其次,利用粘弹性与弹性力学之间的对应原理得到了Laplace变换域中平面问题的基本方程,在Laplace变换域中建立了相应的泛函,并得到了用无网格方法离散的控制方程;同时,求解了几个拟静态弹性和粘弹性平面问题,给出了它们的表达式和数值结果;最后,采用Laplace逆变换和数值逆变换,得到了粘弹性力学平面问题在物理空间中的解,并比较了由解析解和无网格数值方法所得到的数值结果,可以看到它们是非常吻合的。说明本文方法的正确性和有效性。     

Semianalytic Finite-Element Method in Problems of Nonlinear Continuum Mechanics

A technique for solving problems of nonlinear continuum mechanics associated with contact interaction, plastic distortion, and continuous and discrete fracture of spatial bodies is developed based on the semianalytic finite-element method generalized to noncanonical bodies. Solutions are obtained to new applied problems in various branches of technology. Compared with the traditional FEM, the technique is highly efficient—the amount of computation needed to solve spatial problems reduces by several orders of magnitude     

The Moment Finite-Element Scheme in Problems of Nonlinear Continuum Mechanics

The conceptual and theoretical fundamentals of the original moment finite-element scheme (MFES) developed to solve problems of nonlinear continuum mechanics are presented. Typical examples of model problems are given to illustrate the advantages of the MFES over other traditional finite-element schemes. The basic relationships for studying the nonlinear deformation and distortion of mechanical continuum systems are formulated in an invariant tensor form. Also, some mathematical algorithms specially developed to solve systems of nonlinear equations of high order are described. The numerical solutions obtained are proved reliable and rapidly converging to the exact solutions for a sufficient number of test problems. Results of strength, postbuckling stability, vibration, fracture, and high-speed influence analyses of real mechanical systems are illustrated.     

Linear and Nonlinear Structural Mechanics

Book Review

Linear and Nonlinear Structural Mechanics     

Methods of Solving Nonlinear Problems of Hydrodynamic Impact in Bounded Regions

The plane problem of separation impact on a plate floating on the surface of an ideal incompressible fluid in a bounded vessel is considered. In this problem the zone of contact between the body and the fluid is not known in advance and must be determined together with the fluid flow. As a result, the problem formulated is nonlinear and belongs to the class of free-boundary problems. The effect of vessel walls of different shapes on the fluid particle separation zone formed on the plate surface is studied. As examples, the problems for a layer or a truncated circular meniscus are considered.