结构几何非线性分析的一种修正的有限元迁移矩阵法

本文提出一种修正的有限元法与迁移矩阵法相结合的方法用于结构几何非线性静力分析。该法可克服一般的ＦＥ－ＴＭ法只适用于规则边界结构的缺点，同时可避免由于传递矩阵连续相乘而产生的误差传递。采用修正的步长增量法与修正的牛顿－拉斐逊方法相结合的算法于非线性问题的求解，编制了在ＩＢＭ－ＰＣ／ＡＴ上实现该方法的计算程序ＴＮＯＮＤＬＷ１，数值计算结果表明了本文方法及所制程序的有效性。     

轴压随机几何缺陷圆柱壳可靠性分析

轴压随机几何缺陷圆柱壳屈曲的失效函数具有较强的非线性，对于该结构已应用的可靠性分析方法不能同时满足计算精度和计算效率的要求。本文发展一个修正的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法，由两个步骤执行：应用一阶可靠性方法计算Ｈａｓｏｆｅｒ－Ｌｉｎｄ可靠性指标β；将简单ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法的采样区域限制在基本随机变量构成的ｎ维β－球外部，采样点由一个χ２分布的随机半径Ｒ≥β和（－１，１）均匀分布的随机方向组成，该修正的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法用于轴压随机几何缺陷圆柱壳屈曲强度可靠性分析表明，在相同精度的情况下修正的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法的样本容量比简单ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法要低３个数量级，一阶可靠性方法的计算误差随着与分支屈曲模态一致的初始几何缺陷项数的增加越来越显著     

非线性系统全局动态特性分析的PCM法及其在转子轴承系统中的应用

本文将Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射的思想与胞映射法相结合，提出了可用于高维非线性动力系统全局稳定性分析的新型数值方法：ＰＣＭ（Ｐｏｉｎｃａｒｅ－Ｃｅｌｌ－Ｍａｐｐｉｎｇ）法，和胞映射法相比，新方法在实用上具有明显的优点。为说明ＰＣＭ法的有效性，本文应用此方法对平衡转子轴承非线性动力系统进行了全局稳定性分析，同时给出了一确定状态空间中存在的所有周期解及其吸引域。     

异型柱框架柱单元的非线性变形计算方法

本文提出了考虑混凝土“应力－应变”关系下降段和纵筋锚固滑移影响的钢筋混凝土异型（Ｌ、＋、Ｔ）柱非线性变形计算方法，用该方法计算的“Ｍ－ψ”曲线与试验结果符合较好。     

2—D问题条形传递函数方法与有限元法的分区耦合

将条形传递函数法（ＳＤＴＦＭ）和有限元法（ＦＥＭ）结合起来,给出了一种求解弹性２－Ｄ问题的新方法。该方法通过把二维解区域解成多个子区域,利用ＳＤＴＦＭ建立矩形子区域（超级单元）基于边界点的刚度矩阵和结点力矢量,而对于其它几何形状的子区域则有限元法建立刚度矩阵和结些点力矢量,从而将ＳＤＴＦＭ推广到任意几何形状的平面区域,克服了ＳＤＴＦＭ只能用于规则几何平面区域的不足,与单纯用有限元法求解相比较,本文     

轴压随机几何缺陷圆柱壳可靠性分析

轴压随机几何缺陷圆柱壳屈曲的失效函数具有较强的非线性，对于该结构已应用的可靠性分析方法不能同时满足计算精度和计算效率的要求。本文发展一个修正的Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ法，由两个步骤执行：应用一阶可靠性方法计算Ｈａｓｏｆｅｒ－Ｌｉｎｄ可靠性指标β；将简单Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ法的采样区域限制在基本随机变量构成的ｎ维β－球外部，采样点由一个ｘ＾２分布的随机半径Ｒ≥β和（－１，１）均匀分布的随机方向组成，     

张拉结构非线性分析的五节点等参单元

本文针对张拉结构的特点，提出了一种五节点等参数单元有限元模型，采用四次多项式作为位移插值函数及单元初始形状函数，并假定索是理想柔性的且满足虎克定律，基于修正的Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ坐标描述法，建立了非线性有限元基本方程和切线刚度矩阵，利用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法进行了实例计算。结果表明：本文方法精度极高，可供大跨度索网，索穹顶，拉线塔等张拉结构分析，设计时采用。     

拉索穹顶结构非线性分析的混合有限元增量法

拉索穹顶结构是由受压桅杆和拉索组成的新型柔性大跨度空间组合结构,几何上表现为极强的非线性特性,计算困难,本文应用有限元法,结合拉索穹顶结构特征,假定拉索和桅杆的受力满足虎克宣定律,建立了可以直接考虑拉索垂度影响的两节点索单元模型,并与两节点直杆单元相结合,基于修正的拉格朗日描述方法和虚功原理建立了拉索穹顶结构非线性分析的混合有限元增量方程。采用荷载增量法与Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法相结合的求解     

求解钢压杆极限承载力的有限条塑性系数增量初应力法

本文提出了有限条塑性系数增量初应力法，用于分析钢压杆的弹塑性稳定极限承载力，该法采用分级加载，用有限条法建立结构的增量平衡方程；在塑性范围，引入截面的塑性系数对弹性刚度进行折减得到结构的弹性刚度矩阵；用修正的Ｎｅｗｔｏ－Ｒａｐｈｓｏｎ方法迭代求解，数值结果表明，本法效率较高，与钢压杆试验结果吻合良好，可以考虑残余应力和载荷偏心的影响，可望实现大型超静定结构的极限载力分析。     

多工况作用下空间桁架结构拓扑优化的修正单纯形方法

本文以内力为设计变量，构造了多工况作用下空间桁架结构拓扑优化的凸二次规划模型，利用其Ｋ－Ｔ条件形成了关于内力，松弛和Ｋ－Ｔ乘子的线性互补问题。用修正单纯形方法求解。     

考虑不确定因素的结构损伤定位方法

将应变模态作为实测资料应用概率方法进行结构损伤定位.采用的模态误差考虑了建模误差和测量误差等不确定因素,避免了测量自由度与模型自由度不匹配的问题.研究了损伤状态搜索策略,并对应变模态和位移模态分别作为实测资料的定位结果进行了比较,表明采用应变模态具有更高的定位精度.     

考虑双向地震动作用的非对称结构多维Pushover分析

目前的Pushover分析多集中于平面单向分析,考虑到非对称结构反应的多维性,在单向地震动作用振型Pushover分析研究基础上,提出了考虑双向地震动作用的结构多维Pushover分析程序。采用弹性振型分解的思路,将非线性结构反应近似为结构多振型弹塑性反应的叠加,进而将结构按振型等效为多个等效方程,将每一等效方程转化为以双向实际地震记录的组合为地震输入的等效单自由度体系。在此基础上给出了考虑双向地震作用的非对称结构多维Pushover分析程序,并阐述了该方法与传统Pushover分析方法的区别,最后通过算例将该方法结果与非线性时程分析结果进行比较,证明了该方法具有一定的准确性。     

区间参数结构的动力响应优化

讨论区间参数结构的动态响应问题的区间优化方法．利用摄动理论和函数区间扩张,将区间优化问题转化为近似的确定性优化问题．由于区间设汁变量的中值和不确定性半径均可取作优化参数,昕以可得到比确定性优化更多的优化信息．将该方法应j用于桁架结构,算例表明该方法是有效的．     

Adaptive force density method for form-finding problem of tensegrity structures

A numerical method is presented for form-finding of tensegrity structures. Eigenvalue analysis and spectral decomposition are carried out iteratively to find the feasible set of force densities that satisfies the requirement on rank deficiency of the equilibrium matrix with respect to the nodal coordinates. The equilibrium matrix is shown to correspond to the geometrical stiffness matrix in the conventional finite element formulation. A unique and non-degenerate configuration of the structure can then be obtained by specifying an independent set of nodal coordinates. A simple explanation is given for the required rank deficiency of the equilibrium matrix that leads to a non-degenerate structure. Several numerical examples are presented to illustrate the robustness as well as the strong ability of searching new configurations of the proposed method.     

地下结构多尺度动力分析方法

近年地下结构震害频发,针对目前地下结构抗震研究中实际存在的多尺度动力问题,提出了地下结构多尺度动力分析方法,该方法不需要任何附加的过滤和阻尼就能有效地消除高频波的虚假反射. 以桥域耦合理论为基础,引入拉格朗日乘子将不同尺度区域之间的约束关系,通过能量势函数隐含到动力方程中,推导出不同尺度域的动力控制方程;基于中心差分法,提出了用于地下结构多尺度分析的动力显式算法,以求解所建立的多尺度动力耦合体系. 以实际工程为应用实例,通过与传统的位移耦合方法的对比分析,说明了该多尺度方法用于地下结构动力分析的可行性以及对消除高频波虚假反射的有效性.      

全平衡钢索提升式升船机组合结构自振特性

提出了全平衡钢索提升式升船机组合结构的动力模型。在多重子结构分析中利用子空间迭代完成了整体组合结构的自由振动计算，同时对升船机运行系统的稳定性进行了分析和讨论。     

移动随机荷载作用下梁桥非平稳随机振动的PEM-FFT方法

针对移动随机载荷作用下桥梁结构非平稳随机振动问题,建立了一种基于频域分析的虚拟激励-傅里叶变换方法(PEM-FFT)。与通常的非平稳随机振动的时频分析方法不同,提出的方法完全在频域上执行。其主要特色是能够给出随机输入与随机输出的频域关系,表明移动载荷作用下结构非平稳随机振动分析仅需对载荷的确定性移动函数项进行计算。数值算例考虑了等截面/变截面简支梁受移动随机载荷作用的问题,首先与通常的时频分析方法进行对比,验证了PEM-FFT方法的正确性和有效性,进一步讨论了不同结构形式以及不同载荷移动速度对响应演变统计量的影响。     

Static reanalysis for topological modifications of structures

A procedure for reanalysis of various structures subjected to various topological modifications is presented. The procedure is based on the results of a single exact analysis and the factorization of the stiffness matrix of initial structures. It is suitable for the case of addition of joints, where the number of the degrees of freedom is increased. The method deals with the stiffness matrix of structures directly, so it can be used with a general finite element system. It is shown that the proposed approximation method is most effective in terms of accuracy, efficiency, and ease of implementation.     

A novel method of determining the sole configuration of tensegrity structures

A novel analysis method is presented for form-finding of tensegrity structures. The spectral decomposition of the force density matrix and the singular value decomposition of the equilibrium matrix are performed iteratively to find the feasible sets of nodal coordinates and force densities. An algorithm of determining the sole configuration of free-form tensegrities is provided by specifying an independent set of nodal coordinates, which indicates the geometrical and mechanical properties of the structures can be at least partly controlled by the proposed method. Several illustrative examples are presented to demonstrate the efficiency and robustness in finding self-equilibrium configurations of tensegrity structures.     

基于虚拟激励法的结构随机振动声辐射分析

本文基于有限元法、边界元法和虚拟激励法，对随机激励下结构振动声辐射问题进行研究。提出了一种计算随机激励下结构振动声辐射问题的新方法，其中，有限元法用于计算结构谐振响应，边界元法用于计算结构振动声辐射，虚拟激励法结合有限元和边界元计算随机激励下结构振动声辐射问题。 数值算例表明，本文方法在计算精度上与传统方法等价，且更具高效性。