耦合热弹性问题的分区变分原理及其广义变分原理

本文在文献[1]和[2]的基础上建立并论证了耦合热弹性问题的分区变分原理及其分区广义变分原理     

广义变分原理与无条件变分原理

在讨论变分原理和有限元素法的许多文献中,常常出现“广义变分原理”和“无条件变分原理”这样两个名词。在不同的文献中,例如在专著[1]～[3]中,这两个名词有不同的含义,给读者带来许多不便。本文对此进行讨论,并希望能求得一致的理解和用法。有无条件是一个古老的数学概念,指的是变分式中的自变函数事前要不要满足某种条件(不包括函数的连续性、可导性、可积性等一系列定性的要求,有时甚至不包括边界条件,见文献[3]第21页)。如果在某变分式中,自变函数事前不用满足什么条件,那末     

粘性流体力学的变分原理及其广义变分原理

本文通过引入Laplace变换,应用变积运算方法,建立了不可压缩粘性流体力学的变分原理及其广义变分原理.     

率型的广义变分原理

本文提出一个适合于率型本构方程的边值-初值问题的广义变分原理,此原理是在现时构形上以卷积形式给出,可用于建立大变形分析中适时的Lagrange描述的增量分析公式。     

一个适用于非线性板壳问题的广义变分原理

本文在现时拉格朗日(UL)描述下推导了适用于有限变形及率敏感非弹性材料的广义变分原理。以位移率和应变率为独立变量使它较适于在非弹性材料的板壳问题中应用。并推导了两种率敏感塑性模型(Bodner和Perzyna)的统一的计算增量表达形式。     

非线性广义变分原理的统一形式

本文提出了各种非线性广义变分原理的统一形式,统一了由胡海昌-Washizu、Hellinger-Reissner、Levinson、F.de Veubeke和Atluri等人提出的各种广义变分原理。     

平面曲杆的广义变分原理

1. 引言本文应用Lagfange乘子法,建立了两端边界均为完全约束的地下拱形结构动力分析的广义泛函(15);对于地面拱形结构的广义泛函,只要去掉广义泛函(15)中的抗力项即可;此外,还可以很简便地推广到各种不完全约束边界的情况中。对于非保守体系的各种情况,我们考虑了非保守力,给出了非保守体系的广义变分原理。同时在弹塑性分析中也是适用的。另外还给出了地下拱形结构静力分析的广义变分泛函(22)。     

热弹性力学的广义变分原理

Biot建立了热弹性力学的变分原理。此后,和Ⅲ将上述变分原理推广到有热源的情况,从而导出了热弹性力学的力学平衡方程,力的边界条件以及具有热源的热传导方程。 下面建立带有运算子的热弹性力学的广义变分原理。根据此原理可以导出力学平衡     

有限条法和广义变分原理在圆柱形水池分析中的应用

本方法是近似方法,适用于等截面、变截面圆柱形水池静力分析,并有很高的精度。 1.池壁的计算 假设:池壁可独立于底板、面板进行单独计算,横向荷载和结构具有轴对称性,不计竖向荷载。因而仅须考虑轴对称的径向位移。有两种计算方法。     

有限条法和广义变分原理在圆柱形水池分析中的应用

本方法是近似方法,适用于等截面、变截面圆柱形水池静力分析,并有很高的精度。 1.池壁的计算 假设:池壁可独立于底板、面板进行单独计算,横向荷载和结构具有轴对称性,不计竖向荷载。因而仅须考虑轴对称的径向位移。有两种计算方法。 1) 有限条法 图1及图2表示池壁中面、正交曲线坐标系及单元、局部坐标系及结线位移。可由低阶平板有限条得单元径向位移     

基于广义变分原理的梁板单元分析的数值流形方法

数值流形方法(NMM)是一种基于有限覆盖技术的新型数值方法.以该方法的覆盖位移模式为基础,利用广义变分原理中罚函数理论,详细推导了梁板流形单元的覆盖位移函数,刚度矩阵和应变矩阵,并建立了可应用于梁板单元分析的数值流形方法.最后通过算例分析表明,该方法在对梁板弯曲问题分析是有效的.     

建议一个极限分析的广义变分原理

刚塑性介质极限分析广义变分原理的工作,钱令希等和Mura-Lee 提出,王仁等作了讨论,存在的问题是关于泛函及刚、塑性分界面参量的正确取法.薛大为引用Lagrange 乘子法得到正确结果,但不足之处是变分泛函中未取界面参量,因而积分域出现了事先未定的塑性域,使用中限制了自由性.鉴于此,本文完成了二方面的工作:1)扩大了物理模型,即采用弹塑性介质屈服、流动条件(见[5]),并形式上取各向异性非均匀介质,得到的结果包含或可退化为刚塑性的情况,这样就扩大了实用范围.2)针对上述存在问题,给出二种正确的包含分域参数的泛函.一是据作者过去引进分域参     

弹性力学广义混合变分原理及有限元广义混合法

近些年弹性力学中出现一种新型的变分原理,称为广义混合变分原理.特点是其泛函中包含某些可以任意选择的附加函数,称为分裂因子.新原理将弹性理论中现有的各主要变分原理都统一在一个框架中,并揭示出它们之间更深一层的相互关系.在应用方面,它提供了一个新的数学手段以建立有限元分析中的新模式.这些新模式已经显示出它们的优点:适当调节分裂因子,它们给出更好的数值解答,特别是,可用它们来处理有限元方法中棘手的病态问题.本文综述了线性及非线性弹性理论中的这种新型变分原理并就其在有限元中的应用作了讨论.      

弹性力学广义混合变分原理及有限元广义混合法

本文提出大位移非线性弹性理论更为一般的变分原理,称为广义混合变分原理.其特点是在它们的泛函中,含有可供任意选择的附加函数.令这些函数为某些特殊值,就可得到大位移非线性弹性理论中已有的诸变分原理.此外,略去泛函中的高阶小量,就直接得到小位移线性理论的更一般的广义变分原理,由于篇幅所限,这部份内容在此不再详述.本文的主要内容有三部份:(1)用新的思路建立并证明广义混合变分原理(大位移非线性;并把线性,非线性诸变分原理统一在一个框架中);(2)把广义混合变分原理用于有限元分析,称为有限元广义混合法;这时泛函中的附加函数对有限元分析的精度有影响,如何选择它们,使数值解答最佳,是一个有待进一步研究的问题;本文建议一个选择它们的准则;(3)给出有限元广义混合法的算例;为了比较,本文以文献[6]中的题目为对象,计算了应力强度因子.结果表明,按本文建议的准则,广义混合法的解答精度较高(单元数目相同).     

应用分区非线性变分原理的杂交薄壳单元

本文讨论了高交杂交壳体元在材料非线性分析中的应用，为了更精确估计单元内各部分应力的不同影响，本文应用了分区非线性变分原理推导出杂交壳元在应力增量下应用初始应力法的失衡节点力，这使得高次杂交元在非线性分析中的优点得以充分发挥，从而大大提高了计算精度。     

各向异性板应力强度因子的分区广义变分解法

本文以单边边缘裂纹二维应力场与位移场的级数展开式为基础,以分区广义变分原理求解含双边非对称边缘裂纹板的应力强度因子。首先建立精确满足各向异性板基本微分方程和裂纹表面边界条件的应力场和位移场的本征展开式,然后用分区广义变分原理满足其余边界条件与交界连续条件并由此确定应力强度因子。在变分方程中只有沿板边界的线积分。计算程序简单,输入数据很少,结果收敛迅速并与已有结果完全吻合,同时计算节省机时与人力。本文还给出了有关的全新计算曲线。     

应用分区非线性变分原理的杂交薄壳单元

本文讨论了高次杂交壳体元在材料非线性分析中的应用，为了更精确估计单元内各部分应力的不同影响，本文应用了分区非线性变分原理推导出杂交壳元在应力增量下应用初始应力法的失衡节点力，这使得高次杂交元在非线性分析中的优点得以充分的发挥，从而大大提高了计算精度。     

旋转叶轮内含激波的跨声速三元流动的变分原理与广义变分原理

本文建立了一族通用于轴流式、径流式和混流式叶轮机转子内含激波的跨声速相对定常三元流动的变分原理。文中力图充分发挥自然边界条件和人工分界面的独特作用,除将所有边界条件全部化为自然边界条件外,还把内部各种未知间断面位置也进行变分,从而导出了这些间断面上的自然边界条件,其中包括激波面上的Rankine-Hugoniot条件和自由尾涡面上的切向间断条件。 本文主旨是试图与间断有限元结合,探索一条能够自动而清晰地求解出流场内各种间断面(包括激波面、叶后自由尾涡片)的新途径。由于引用了位函数,所以本文结果要求对激波前马氏数有一定限制。 在附录中,我们指出了泛函的变域变分与雷诺输运定理的类比性,并据此导出了泛函变域变分的普遍公式。     

弹性理论问题中的广义变分原理研究

本文除了给出三个弹性体系的泛函以外,重点在于建立以变分式形式出现的九个似变分原理,并将弹性理论问题中的各种变分原理,按其独立未知数的种类分成五种类型。从文中可以看到建立似变分原理要比构造泛函来得方便和广泛。最后,本文从似变分原理出发,求解弹性力学问题,从例题中可看到,直接从似变分原理出发求弹性力学问题的近似解,其运算十分方便明了。