双5次B样条最小二乘法计算薄板的弯曲问题

本文根据B样条的性质构造了一个双5次样条基函数,把它作为加权残数法中离散型最小二乘法的试函数,分析和计算了板的弯曲问题。同时,文中也导出了几个计算中所需的5次样条基函数的系数矩阵。有了这些矩阵,对于各种边界条件的矩形板建立残数方程,既简单又方便。计算结果表明,5次B样条具有良好的力学性质,应用于板的计算中,具有计算量少、精度高等优点;且计算机程序设计简单编制容易。     

静水压下加筋圆柱壳振动特性样条分析方法

本文用样条方法[1]分析了静水压下纵向加筋和环向加肋圆柱壳体的振动特性,文中导出的样条步长矩阵,将等步长样条推广为变步长样条,拓广了样条的使用。文中探讨了静水压对加筋圆柱壳振动特性的影响以及不同加筋对振动特性的影响,计算了几个模型,并与其它文献计算结果进行了比较。     

样条高斯配点法分析加劲板壳的振动与屈出问题

本文提出样条高斯配点法分析加劲板壳的振动与屈曲问题,文中应用双三次B样条函数作为坐标函数,应用能量原理导出了系统方程,其中包括加劲板壳的刚度矩阵,质量矩阵及几何刚阵,在推导式子的过程中,使用了高斯分片积分技术。应用Fortran77语言编制了计算机程序并在VAX-11-780超级小型机上实施了计算,文末给出若干数值算例,计算精度满意,     

流体力学问题的三次样条配置法

本文给出了三次样条配置法在流体力学问题数值解中的应用以及在这一领域的新进展。给出了流体力学方程中主要的样条函数关系和解算步骤。所有情形都是便于反演的三对角形矩阵。简要评述了SADI方法和样条方法在每一坐标方向的分步计算方法、截断误差和稳定性。给出了处理混合边界条件的一般公式。最后简要讨论了样条近似引起的数值弥散和耗散。      

弹性力学平面问题可靠度分析的蒙特卡罗边界元法

以样条虚边界元法作为样本试验方法,采用蒙特卡罗法进行弹性力学平面问题可靠度分析.为了提高计算效率,引入Taylor展开和Neumann展开技术,避免在大量样本计算中直接生成影响矩阵及对其进行求逆运算,降低了单次样本计算时间;同时引入重要抽样技术,在相同精度情况下减少了蒙特卡罗法的抽取样本数.算例结果表明,该文提出的Taylor-Neumann展开重要抽样蒙特卡罗样条虚边界元法具有良好的计算精度和相当高的计算效率.     

一维区间B样条小波单元的构造研究

基于区间B样条小波及小波有限元理论,提出了一种区间B样条小波有限元方法。传统有限元多项式插值被一维区间B样条小波尺度函数取代,进而构造形状函数和单元。与小波Galer-kin方法不同,本文构造的区间B样条小波单元通过转换矩阵将无明确物理意义的小波插值系数转换到物理空间。转换矩阵在小波单元构造过程中起到关键作用,为了保证求解的稳定性,转换矩阵必须非奇异。构造了以区间B样条尺度函数为插值函数的一系列一维区间B样条小波单元。数值算例表明,本文构造的区间B样条小波单元与传统有限元方法相比,在求解变截面,变载荷等问题时具有收敛快和精度高等优势;有效地丰富了小波有限元法单元库。     

样条状态变量法分析扁球壳的动力响应

基于瞬时变分原理与样条函数理论,建立扁球壳的动力方程,引入样条参数及其对时间的导数作为状态变量,导出状态方程,对空间域,采用样条有限元法,对时间域,采用现代控制论中的状态空间法,此外,建立了一种状态变量的递推计算格式,在计算过程中,不解线性方程组,也不需采用解耦技术,只要作矩阵运算,可直接算出动力响应量,文末给出的数值算例表明本文方法是可靠 与有效的。     

基于T样条的变网格等几何薄板动力学分析

具有大位移、大变形的薄板在接触碰撞等工况下, 其局部应变会产生剧烈变化. 为了保证对其进行动力学分析的精度和计算效率, 本文整合计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助工程(CAE)系统, 提出了一种基于T样条曲面的变网格柔性系统等几何分析方法. 首先, 建立基于T样条曲面单元的基尔霍夫薄板运动学模型, 并根据非线性格林?拉格朗日应变建立由T样条曲面单元离散的薄板弹性模型. 其次, 通过在T网格中的局部区域插入节点的方式, 达到T样条曲面网格局部更新的目的. 利用T样条混合函数细化算法得到计算新广义变量的转换矩阵, 并结合广义α法创建了变自由度系统动力学方程的求解算法, 形成了系统的T样条单元局部细化算法. 最后, 静力学算例与柔性单摆模型分别验证了T样条薄板弹性模型的正确性, 以及T样条薄板单元在动力学分析上的精度和收敛性. 通过对受冲击柔性薄板的动力学分析表明, 本文所提出T样条单元及局部细化算法可以只在接触碰撞等应变剧烈变化的区域实现局部网格细化, 从而控制系统自由度数, 提高计算效率.      

结构动力方程的样条精细积分法

结合精细积分法和样条函数拟合技术的优点,提出了求解结构动力方程的一种有效方法.首先对非齐次项用三次正规化B样条函数进行拟合,然后利用正规化B样条函数形状相同、仅相差一个平移量的特点,构造了一个高效的特解求解方法.按此方法只需求出一个标准B样条项所对应的特解,然后通过时间坐标的平移并结合叠加原理,即可求出任意时刻的特解值.由于特解计算中采用数值积分的方法,避免了矩阵求逆,因而本方法具有较大的适用范围.算例结果证明了该方法的有效性.     

样条有限条塑性铰法分析板梁的极限荷载

用样条有限条塑性铰法分析了板梁的极限荷载。首先对条单元以样条位移函数表达的总势能进行求导而推导了位移-荷载关系式。然后用塑性铰法推导了单元的塑性刚度矩阵。因此该方法兼具二者优点:样条有限条法的位移量少和塑性铰法形成塑性刚度矩阵的便利。它还可以考虑梁的初始缺陷,如残余应力和初弯曲。通过与相关的试验数据比较,证明该方法有效与可靠。     

混合型样条有限点法解板壳几何非线性问题

本文建立了以挠度函数w(x,y)和应力函数F(x,y)为变量,基于Reissner广义变分原理的混合型样条有限点法,分析了板壳几何非线性问题。文中还提出了将二维非线性耦合矩阵,分解成一个二维系数矩阵与迭代变量的乘积的方法,较适用于Newton—Raphson方法迭代求解。从而使得计算简便,适合于工程应用。     

二维蜂窝结构的样条有限元静力分析

本文建立起用于蜂窝结构静力分析的样条有限元计算模型,应用4个三次Bspline函数来描述二维蜂窝结构的位移场。为较精确地计算离散、密集夹芯的应变能,定义了FUC算子,推导出蜂窝结构(包括夹芯)的应变能表达式,由变分原理,建立结构分析的矩阵形式,给出边界条件的处理方法。文中分别就简支、悬臂等弹性蜂窝结构给出算例,并与结构试验进行比较。结果表明,所提出样条有限元计算模型是可行的,其精确度、计算量、收敛性等方面都是令人满意的。     

区间B样条小波薄壳截锥单元构造

利用区间B样条小波的尺度函数作为有限元插值函数,从轴对称壳的能量泛函出发,由变分原理导出了单元刚度矩阵和载荷列阵,构造了区间B样条小波薄壳截锥单元.区间B样条小波单元同时具有B样条函数数值逼近精度高和多种用于结构分析的变尺度基函数的特点.数值算例表明:与传统截锥单元相比,本文构造的小波单元具有求解精度高、单元数量和自由度少等优点.     

非线性动力方程的三次样条-增维精细算法

提出一种针对非线性动力方程的改进精细积分方法。该方法是在时间步长内采用分段的三次样条函数拟合非齐次项,保持高精度拟合的同时避免了求导运算和高次多项式插值带来的Runge现象。通过引入4×2个变量将动力方程增加四维转化为齐次方程,并建立相应的通解格式,避免了状态空间下系统矩阵求逆。将指数矩阵分为四个子模块,利用各模块的特点分别进行理论推导及基于精细积分法进行分步、分块计算得到相应的理论解和高精度数值解,无需反复计算整个指数矩阵,提高了解算效率。针对含未知状态量的非齐次项,引入预测-校正的方法进行迭代求解。数值计算结果表明了本文方法的有效性。     

用样条子结构法分析高层建筑结构

本文提出分析高层建筑结构的样条子结构法,根据抗侧力体系的布置,把高层结构划分成几个子结构,采用样条级数与三角级数来描述子结构的位移场,在变分原理的基础上形成子结构刚度矩阵,考虑各子结构间的位移协调与边界条件,建立结构的总体刚度矩阵。与有限元及有限条法相比,具有精度高,计算量小,程序易编制等特点,且对各种类型的高层建筑结构均可适用。实例计算表明,本文方法精度能满足工程设计的要求。     

基于余弦样条函数的有限点阵法

应用节点影响域的概念,提出了基于余弦样条函数的有限点阵方法.利用余弦样条函数的性质,通过张量积的形式构造余弦样条函数正则解空间,用于逼近场函数,余弦样条基的线性组合使得边界条件处理如同有限元法一样方便.余弦样条与边界型方法结合,可用于求解不规则域问题.数值实例的计算结果表明,文中方法避免了高阶多项式构造形函数所带来的数值振荡,解的连续性不受限制,为改进计算精度而加密点阵所导致的计算量增加量较少,计算收敛快.     

区间B样条小波平面弹性及Mindlin板单元构造研究

基于二维张量积区间B样条小波及小波有限元理论,构造了一类用于分析弹性力学平面问题和中厚板问题的C0型区间B样条小波板单元。在二维小波单元的构造过程中,传统多项式插值被二维区间B样条小波尺度函数取代,进而构造形状函数和单元。与小波Galerkin方法不同,本文构造的区间B样条小波单元通过转换矩阵将无明确物理意义的小波插值系数转换到物理空间。区间B样条小波单元同时具有传统有限元和B样条函数数值逼近精度高及多种用于结构分析的基函数的优点。数值算例表明:与传统有限元和解析解相比,本文构造的二维小波单元具有求解精度高,单元数量和自由度少等优点。     

用样条法研究高速滑行体的运动

研究高速滑行体在规则波浪中滑行时，得到了二阶常微分方程组，本文应用样条插值求积方法和三次样条配点计算，求解滑行体在不同波浪条件下的纵倾和升沉的响应，实例计算结果与实验值比较一致。     

样条矩形单元

本文讨论了样条分段(分片)插值,给出了插值基函数的显式及B样条表达式,使得样条插值在局部单元上完成,并用于有限元分析,建立了样条矩形单元。用样条矩形单元求解问题对,可套用有限元的现成计算程序,处理各类边界条件及区域内部的约束条件,此外对于非均匀划分的单元网格,阶梯形边界形状的使用也较方便灵活。     

用样条法研究高速滑行体的运动

研究高速滑行体在规则波浪中滑行时，得到了二阶常微分方程组，本文应用样条插值求积方法和三次样条配点计算，求解滑行体在不同波浪条件下的纵倾和升沉的响应．实例计算结果与实验值比较一致．