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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 187 毫秒
1.
功能梯度材料结构的热应力边界元分析   总被引:2,自引:1,他引:1  
高效伟  杨恺 《力学学报》2011,43(1):136-143
导出了一种新的可对功能梯度材料结构进行二维和三维热应力分析的积分方程, 利用该方程并结合多区域边界元三步求解技术, 可对由任意多种介质组成的变物性参数复合结构进行热应力分析; 采用与弹性模量无关的Kelvin解作为问题的基本解, 导出的积分方程含有由材料的非均质性以及温度变化引起的域积分; 使用径向积分法将所有的域积分转换成等价的边界积分, 从而建立起只需要边界离散的无内部网格边界元算法; 最后对两种典型的飞行器防热结构进行二维和三维热应力算例分析, 并通过与有限元计算结构对比验证结果的正确性.   相似文献   

2.
梯度材料中矩形裂纹的对偶边界元方法分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
肖洪天  岳中琦 《力学学报》2008,40(6):840-848
采用对偶边界元方法分析了梯度材料中的矩形裂纹. 该方法基于层状材料基本解,以非裂纹边界的位移和面力以及裂纹面的间断位移作为未知量. 位移边界积分方程的源点配置在非裂纹边界上,面力边界积分方程的源点配置在裂纹面上. 发展了边界积分方程中不同类型奇异积分的数值方法. 借助层状材料基本解,采用分层方法逼近梯度材料夹层沿厚度方向力学参数的变化. 与均匀介质中矩形裂纹的数值解对比,建议方法可以获得高精度的计算结果. 最后,分析了梯度材料中均匀张应力作用下矩形裂纹的应力强度因子,讨论了梯度材料非均匀参数、夹层厚度和裂纹与夹层之间相对位置对应力强度因子的影响.   相似文献   

3.
横观各向同性材料三维裂纹问题的数值分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
严格从三维横观各向同性材料弹性空间问题的Green函数出发,采用Hadamard有限部积分概念,导出了三维状态下单位位移间断(位错)集度的基本解.在此基础上,将三维任意形状的片状裂纹问题归结为求解-组以未知位移间断表示的超奇异积分方程;并给出了边界元离散形式.对方程中出现的超奇异积分,采用了Had-alnard定义的有限部积分来处理.论文最后给出了若干典型片状裂纹问题的数值算例,数值结果表明了本文方法是非常有效的.  相似文献   

4.
由于Helmholtz方程的基本解是频率的函数,因此传统边界元法在处理声场特征值问题时具有天生的缺陷。本文采用Laplace方程基本解生成积分方程,通过径向积分法将在此过程中产生的域积分项转化为边界积分。此方法克服了传统边界元法系数矩阵对频率的依赖,同时克服了特解积分法对特解的依赖,并通过对表面声导纳的多项式逼近,将敷设多孔吸声材料声腔特征值问题转化为矩阵多项式,从而避免了复杂的非线性求解。通过数值算例验证了算法的有效性。  相似文献   

5.
基于转化域方程为边界积分方程的极限定理及一个新颖的基本解分解技术, 建立间接变量规则化边界积分方程, 它有效地避免了奇异积分的直接计算. 与已有方法比,该方法不将问题变换为各向同性的问题去处理, 因而无需反演运算, 也有别于Galerkin方法, 无需计算重积分. 可计算任意边界位势梯度, 而不仅限于法向通量. 针对椭圆边界的边值问题, 提交一种精确单元来描述边界几何. 数值算例表明, 所提算法稳定且效率高, 所得数值结果与精确解吻合较好.   相似文献   

6.
周琪  陈永强 《力学学报》2019,51(1):146-158
采用双互易法分析薄壁轴对称结构自由振动的特征频率以及特征模态.首先,采用径向基函数插值域积分里的位移,利用双互易法将域积分转化为子午面边界的积分.然后,将边界物理量、基本解和特解展开为傅里叶级数,沿环向积分后得到的边界积分方程可用于轴对称结构带体积力问题和受非对称载荷的动力学分析,其积分域为轴对称结构子午面边界上的线积分,进一步降低了问题的维度和离散的难度.文章详细探讨了源点处于对称轴的特殊情况,根据基本解和特解的退化形式,针对无体积力和有体积力分别给出了处理奇异矩阵的方案.对于薄壁结构,采用双曲正弦变换处理近奇异积分有效提高积分精度.最后将双互易法和双曲正弦变化应用于薄壁轴对称结构带体积力的静力学和自由振动分析.数值结果表明,文章提出的处理奇异矩阵的方法能够有效处理源点处于对称轴的情况;当圆筒厚高比为$10^{-3}$,边界元计算的特征频率的相对误差为$10^{-3}$,且优于有限元的结果.   相似文献   

7.
本文致力于平面正交各向异性弹性问题的规则化边界元法研究,提出了新的规则化边界元法的理论和方法。对问题的基本解的特性进行了研究,确立基本解的积分恒等式,提出一种基本解的分解技术,在此基础上,结合转化域积分方程为边界积分方程的极限定理,建立了新颖的规则化边界积分方程。和现有方法比,本文不必将问题变换为各向同性的去处理,从而不含反演运算,也有别于Galerkin方法,无需计算重积分,因此所提方法不仅效率高,而且程序设计简单。特别是,所建方程可计算任何边界位移梯度,进而可计算任意边界应力,而不仅限于面力。数值实施时,采用二次单元和椭圆弧精确单元来描述边界几何,使用不连续插值逼近边界函数。数值算例表明,本文算法稳定、效率高,所取得的边界量数值结果与精确解相当接近。  相似文献   

8.
平面非定常热弹性问题的边界元分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
本文给出了平面非定常热弹性问题边界元解法的基本方程。采用与时间有关的基本解,建立了平面非定常热传导问题的边界积分方程。因而只须将空域离散化,减少了计算时间。  相似文献   

9.
本文应用一种含有黎曼意义下不可积核的新的边界积分方程——位移积分方程,研究无限弹性空间内共面裂纹在瞬态SH波入射下动应力强度因子的计算。本文采用线性样条插值全离散伽辽金法数值求解此积分方程。通过对简单问题的计算,我们发现:应用位移积分方程求解本问题具有提高解的稳定性和节省机时的优点。本方法可看作冯康、余德浩提出的正则积分方程法从静断裂域到动断裂领域的推广。  相似文献   

10.
采用双互易法分析薄壁轴对称结构自由振动的特征频率以及特征模态.首先,采用径向基函数插值域积分里的位移,利用双互易法将域积分转化为子午面边界的积分.然后,将边界物理量、基本解和特解展开为傅里叶级数,沿环向积分后得到的边界积分方程可用于轴对称结构带体积力问题和受非对称载荷的动力学分析,其积分域为轴对称结构子午面边界上的线积分,进一步降低了问题的维度和离散的难度.文章详细探讨了源点处于对称轴的特殊情况,根据基本解和特解的退化形式,针对无体积力和有体积力分别给出了处理奇异矩阵的方案.对于薄壁结构,采用双曲正弦变换处理近奇异积分有效提高积分精度.最后将双互易法和双曲正弦变化应用于薄壁轴对称结构带体积力的静力学和自由振动分析.数值结果表明,文章提出的处理奇异矩阵的方法能够有效处理源点处于对称轴的情况;当圆筒厚高比为10~(-3),边界元计算的特征频率的相对误差为10~(-3),且优于有限元的结果.  相似文献   

11.
An accurate evaluation of strongly singular domain integral appearing in the stress representation formula is a crucial problem in the stress analysis of functionally graded materials using boundary element method.To solve this problem,a singularity separation technique is presented in the paper to split the singular integral into regular and singular parts by subtracting and adding a singular term.The singular domain integral is transformed into a boundary integral using the radial integration method.Analytical expressions of the radial integrals are obtained for two commonly used shear moduli varying with spatial coordinates.The regular domain integral,after expressing the displacements in terms of the radial basis functions,is also transformed to the boundary using the radial integration method.Finally,a boundary element method without internal cells is established for computing the stresses at internal nodes of the functionally graded materials with varying shear modulus.  相似文献   

12.
This paper presents a new strategy of using the radial integration boundary element method (RIBEM) to solve non-homogeneous heat conduction and thermoelasticity problems. In the method, the evaluation of the radial in-tegral which is used to transform domain integrals to equivalent boundary integrals is carried out on the basis of elemental nodes. As a result, the computational time spent in evaluating domain integrals can be saved considerably in comparison with the conventional RIBEM. Three numerical examples are given to demonstrate the correctness and computational efficiency of the proposed approach.  相似文献   

13.
In this paper, explicit boundary‐domain integral equations for evaluating velocity gradients are derived from the basic velocity integral equations. A free term is produced in the new strongly singular integral equation, which is not included in recent formulations using the complex variable differentiation method (CVDM) to compute velocity gradients (Int. J. Numer. Meth. Fluids 2004; 45 :463–484; Int. J. Numer. Meth. Fluids 2005; 47 :19–43). The strongly singular domain integrals involved in the new integral equations are accurately evaluated using the radial integration method (RIM). Considerable computational time for evaluating integrals of velocity gradients can be saved by using present formulation than using CVDM. The formulation derived in this paper together with those presented in reference (Int. J. Numer. Meth. Fluids 2004; 45 :463–484) for 2D and in (Int. J. Numer. Meth. Fluids 2005; 47 :19–43) for 3D problems constitutes a complete boundary‐domain integral equation system for solving full Navier–Stokes equations using primitive variables. Three numerical examples for steady incompressible viscous flow are given to validate the derived formulations. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

14.
介绍了一种不需要内部网格计算非均匀介质问题的边界元算法.该算法是建立在一种能将任何区域积分转换成边界积分的径向积分转换法基础上,首先用对应各向同性问题的基本解来建立以正规化位移表示的非均质问题的积分方程,然后用径向积分转换法将出现在积分方程中的区域积分转换成边界积分,从而形成不需要使用内部网格来计算区域积分的纯边界元算法.与其它无网格法相比,此方法需要很少的内部点,有些问题甚至不需要内部点都能得到满意的结果,因此,可以计算大型的三维非均匀介质工程问题.由于此方法继承了边界元和无网格算法的优点,因而具有广阔的发展前景.  相似文献   

15.
In this paper, the radial integration method is used to obtain a boundary element formulation without any domain integral for general anisotropic plate bending problems. Two integral equations are used and the unknown variables are assumed to be constant along each boundary element. The domain integral which arises from a transversely applied load is exactly transformed into a boundary integral by a radial integration technique. Uniformly and linearly distributed loads are considered. Several computational examples concerning orthotropic and general anisotropic plate bending problems are presented. The results show good agreement with analytical and finite element results available in the literature.  相似文献   

16.
The topic of this paper is to show that the integrals of infinite extent representing the surface displacements of a layered half-space loaded by a harmonic, vertical point load can be reduced to integrals with finite integration range. The displacements are first expressed through wave potentials and the Hankel integral transform in the radial coordinate is applied to the governing equations and boundary conditions, leading to the solutions in the transformed domain. After the application of the inverse Hankel transform it is shown that the inversion integrands are symmetric/antimetric in the transformation parameter and that this characteristic is preserved for any number of layers. Based on this fact the infinite inversion integrals are reduced to integrals with finite range by choosing the suitable representation of the Bessel function and use of the fundamental rules of contour integration, permitting simpler analytical or numerical evaluation. A numerical example is presented and the results are compared to those obtained by the CLASSI program.  相似文献   

17.
A dual boundary element method is developed for a analysis of reinforced cracked shallow shells. Boundary integral equations are derived from the Betti’s reciprocal theorem for a cracked shallow shell with transverse frames and longitudinal stiffeners. The effect of frames and stiffeners are treated as a distribution of line body forces. The radial basis function is used to transform domain integrals to boundary integrals. Stress intensity factors are evaluated from crack opening displacements. The effect of curvature on the stress intensity factors is illustrated by numerical examples. Three examples are presented to demonstrate the accuracy of this method compared with solutions obtained using the finite element method.  相似文献   

18.
径向积分边界元法确定非均质土石坝渗流自由面   总被引:2,自引:1,他引:1  
浸润面位置的确定是无压渗流分析中非常重要的问题,本文将径向积分边界单元法应用到渗流问题中,通过直接将区域积分转化为边界积分的技术,克服了传统边界元解决该类问题的缺陷,编写了迭代计算程序,并用二、三维算例证明了算法的有效性。  相似文献   

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