地下箱形结构动力分析的一种半解析元法

本文将地下箱形结构等效成弹性体,与周围土体一起构成土-结构组合单元,提出一种层单元的半解析位移函数,建立了地下箱形结构动力分析的半解析元法。它具有降低维数,减少自由度,节省计算时间和费用,井可考虑复杂介质及侧向无限域的影响等优点,其计算可在微机上实现,为探讨土-结相互作用的内在机理提供了一个途径。     

断裂力学的半解析相似边界元法

本文首先对弹性力学的相似边界元法进行了研究，推导了相应的计算公式。与传统的边界元法相比，相似边界元法由于只需在少数单元上进行数值积分，大大减少了计算量。在此基础上，对断裂力学问题，利用裂纹尖端位移场的解析表达式将裂纹尖端节点未知量转化为几个待定常数，提出了半解析相似边界元法，可大大减少最终形成的线性代数方程组的系数矩阵的阶数，进一步减小计算量。最后给出了算例，说明了本文方法的有效性。     

桩土共同作用静力分析的半解析无限元法

本文对于桩基与无限土体介质的相互作用问题讨论一种半解析数值解法。无限延伸的土体介质片的位移函数沿竖向及径向取用解析函数,而沿周向采用分片多项式。桩管可以是任意截面形状的,并分割为相应的柱状弯曲条。结构与介质在接触面上相互协调。采用这种方法,可使三维相互作用问题简化为一维数值问题,同时,径向无限边界可得以正确模拟,比现有的有限边界人工处理更为优越。层土中桩端刚度分析的数例说明了这一方法的适用性。     

一种空间缆索结构静力分析的解析元法

将空间缆索结构简化为具有拉伸刚度的质点系,给出了缆索结构空间解析元法的基本方程和求解方法,单元间的作用力与坐标变化的关系可以用解析法得到,对所得到的反映结构特性的质点系方程组进行力的平衡迭代,求解方程组.采用自动的动态可变步长的迭代方法,能够提高计算效率,保证收敛.这种方法既考虑了几何非线性,又适用于材料非线性的计算,比有限元法优越之处还在于,它不用求解线性方程组,所以适用范围广,允许求解多自由度的几何可变体系,而有限元法在求解此类问题时经常不收敛.     

变厚度多层介质结构的一种三维数值半解析方法

应用复合材料层合结构分理论思维，建立起以样条函数、级数及插值相结合的新型三维数值半解析算法，以期解决复材呈变厚度结构的变形及内力分析，并作为该类型结构优化设计的高精度的内核计算工具。本文方法克服了一般半解析方法对解析函数的过分依赖性，在原始数据准备、计算规模、数值精度、收特性及稳定性诸方面都较有限元方法有显著改善；特别对复材层合结构的变厚度区段，无需主任何假设，从而为解特殊类型问题提供了极好的分析     

结构优化半解析灵敏度分析的改进算法

提出了结构半解析灵敏度分析的改进算法,该算法实现简便,对于设计变量摄动步长具有极佳的数值稳定特性。首先,从总体角度推导静力问题半解析法灵敏度分析新算法,提出了位移与应力灵敏度列式,并给出了算法实施途径;然后,将此思路推广于自振频率、屈曲临界荷载和瞬态响应等多种问题,提出了相应的计算步骤。以梁单元与壳单元等典型结构为例,开展了多个算例测试。测试表明,改进算法计算精度和效率均有提升,特别是设计变量步长有更大的数值稳定区域,为复杂工程结构形状优化的灵敏度分析提供了新途径。     

二阶流形元法与结构变形分析

在原有一阶流形元法的基础上开发了二阶流形元法数值仿真模型和相应的计算程序，并给出了计算实例。结果表明，二阶流形元法可以以较高的精度分析一般结构的变形和接触应力问题，对大变形问题独有优势。并能很好地模拟不连续介质的破坏过程及块体破坏后的运动。     

复杂结构分析的超级元法

超级元是针对多构件复杂结构体系发展起来的一种新的数值方法,是有限元法的一个新分支,具有显著经济效益与广泛工程应用价值.本文将就超级元的基本思想、特点、分类及应用、发展进行综述,提出半连续半离散分析方法的新概念,有助于科学计算与工程分析方法的深入探讨.     

厚壳结构弹塑性分析的半解析有限元解

本文提出了对厚壳弹塑性分析的一种有效的、简便的分析方法,该法适用于圆柱形、任意截面柱形、旋转形等各种中厚壳,强厚壳的物理非线性分析。文中给出了厚壳弹塑性阶段的变形、应力状态和塑性区发展与破坏规律,为建立厚壳弹塑性理论提供了必要的依据,为厚壳非线性分析的实用计算探索了一条新的途径。     

边界元法分析狭长体结构

针对边界元法分析狭长结构时遇到的几乎奇异积分难以计算的困难，将几乎奇异积分划分为两种类型，分别通过分部积分交换把引起积分几乎奇异的参量移至积分号之外，从而建立了一个新的正则化算法，解决了边界积分方程中几乎奇异积分的计算难题。文中用边界元法计算了弹性力学平面问题的狭长结构，算例证明了本法的有效性。     

组合结构有限元分析的罚单元法

1.引言随着有限元分析方法的广泛应用,用有限元法分析的结构也愈来愈复杂.人们按力学特性把结构的不同部位简化成不同类型的构件,例如块体构件、板构件和梁构件.不同类型构件的连接应服从力学上给出的约束条件.因为约束条件的多种多样,很多程序缺乏对它们的适应和处理能力.甚至象周期性这样简单的情况,在结构分析程序SAPⅣ上也不能直接加以利用.我们按罚函数的原理推导了处理任意约束条件的罚单元刚度公式(10),按它把约束条件输入计算机进行计算,解决了SAPⅣ程序原来难以处理的某些结构分析问题.罚单元方法的计算十分简单.实际上它只是个读入局部刚度矩阵和转换矩阵,然后按式(10)相乘的单元,其程序量很少.很容易把它加到多元程序中,以扩大程序对所分析     

功能梯度材料结构分析的半解析数值方法研究

一种典型的半解析数值方法——线法被引入功能梯度材料的结构分析。首先推导了功能梯度材料位移形式的平衡方程和边界条件,然后阐述了线法功能梯度材料结构分析的基本步骤和数值原理。该方法的基本思想是通过有限差分将问题的控制方程半离散为定义在沿梯度方向离散节线上的常微分方程组,然后应用B样条函数Gauss配点法求解该常微分方程组得到问题的解答。为演示线法在功能梯度材料结构分析中的应用,给出了线性梯度和指数梯度功能梯度材料板分别受恒定位移、均匀拉伸载荷和弯曲载荷作用的数值算例。与相应问题解析解和其他数值方法的比较表明,线法的计算结果具有很高的精度,而且不需要任何特殊的考虑就能够有效模拟材料内部物性参数的连续变化,也无需事先选取满足特定条件的待定场函数,是一种非常适合功能梯度材料结构形式和材料特点的半解析数值方法。     

二维位势边界元法高阶单元几乎奇异积分半解析算法

准确计算几乎奇异积分是边界元法难题之一。目前,对于一般的高阶单元的几乎奇异积分尚缺乏通用高效的计算方法。本文在单元局部坐标系中表征了二维高阶单元的几何特征,提出了源点相对高阶单元的接近度概念。针对二维位势边界元法的3节点二次等参单元,构造出与单元积分核具有相同几乎奇异性的近似奇异核函数。从二维位势几乎奇异积分单元积分核中扣除近似奇异核函数,把几乎奇异积分项转换为规则积分和奇异积分两部分之和,规则积分部分用常规Gauss数值积分计算,奇异积分部分由导出的解析公式计算,从而建立了二维位势问题高阶单元几乎强奇异和超奇异积分的半解析算法。算例结果表明了本文半解析算法的有效性和计算精度。     

边界元法分析薄形层合结构

薄形层合结构由于几何形状的特殊性,其力学分析是数值计算的难点.边界元法分析层合结构具有较大的优势,但对于薄形层合结构,边界源点和对边上的积分单元距离很近,边界积分方程中存在几乎奇异积分,常规的数值积分方法已经失效.文章引入一种半解析化方法,计算薄形层合结构边界元法中的几乎奇异积分,使边界元法能成功分析三维薄形层合结构的层间界面应力和各层内点力学参量.     

平板网架结构分析的超级条元法

本文针对复杂杆系结构提出一种超级有限条的分析方法。这种方法基于半连续半离散思想将各杆件结点自由度归结为整体结构自由度；进一步又将整体自由度简化为少数结线自由度上机计算。这将为复杂结构体系开拓一条简便、实用的工程分析途径。     

结构-外流体动力相互作用的半解析方法

本文采用二维解析和一维离散的方法处理无限流体介质,建立了一种分析结构与外流体动力相互作用问题的半解析无限元法,使结构与流体的耦合振动以及波浪对弹性结构绕流等三维问题化为一维问题来求解,从而在很大程度上节省了单元、内存与计算工作量,同时径向无限域边界可得以正确模拟,比现有的有限边界人工处理更显优越,文中建立了适于不同结构类型的环单元与锥单元,给出了算例与比较。     

电磁波导的半解析辛分析

根据电磁波导的Hamilton体系，辛几何可用于任意各向异性材料，而且便于处理不同区段的界面条件，横向的电场和磁场构成了对偶向量．基于Hamilton变分原理用半解析法进行横向离散应当保持体系的辛结构．离散后可以运用应用力学的有效算法，求解其辛本征值问题．每段波导可以引入两端Riccati矩阵，用精细积分法求解其方程组．     

二维复合材料结构模态分析的边界元法

将边界元方法用于分析二维复合材料结构的自由振动模态，利用特解处理体积力（惯性力）仅需静态基本解就可求解问题，对一各向同性悬臂梁，用该法得到的结果与用有限元或各向性边界元法得到的结果符合得很好，但该法可解各向异性问题，对层状复合材料简支梁，用该法得到了数值结果与用一维层状复合材料梁的理论解的比较表明，当结构的长厚比大于２０时，二者符合得很好，当结构的长厚比小于２０时，一维层状材料梁的理论将产生很大的     

结构强度可靠性分析的模糊随机边界元法

利用模糊随机变量和模糊概率特征建立模糊随机边界元代数方程，对方程作λ水平截集，得到随机区间方程，将该方程中的系数矩阵，结点位移列阵和荷载列车在初始随机向量的均值处展开，利用区间数分解和小参数摄动理论导出求解应力统计特征、结构破坏概率指标和可靠度的计算公式，并给出算例。