弹性半平面问题的边界积分方程——边界元法

本文运用边界积分方程——边界元法,分析和计算具有复杂外形的孔洞承受任意分布载荷作用的弹性半平面问题。文中系统地导出了弹性半平面问题的基本解。由于采用了这一基本解,使问题大大简化。计算表明,对于那些边界线短、域范围大的问题,这种方法特别显得有效。     

边界元法解摩擦型的弹性接触问题

1.弹性接触问题的边界积分方程以两个相互接触弹性域Ω~A和Ω~B为研究对象(图1).对任一弹性域Ω~K及边界Γ~K,可以推导出以增量形式写出的弹性接触问题的边界积分方程     

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.     

各向异性体平面问题边界元法

本文对各向异性体平面问题采用叠加原理,建立了Fredholm第二类积分力程组,解决了各向异性体应力边值和多连通域问题,通过对方程的数值求解,获得了各向异性矩形板含圆形孔口和无限大平面含双圆孔问题的数值解,可供参考。     

正交异性光弹性应力分离的边界元法

本文对平面正交各向异性复合材料模型引入正应力线性和及边界上正应力线性和流的概念,提出从应力相容方程出发.用边界元法计算正交异性光弹性模型内任一点的正应力线性和位的方法,再与正交异性光弹性法中所给出的应力同的关系结合,即可进行正交异性光弹性应力的分离.最后,对边界元方法的精度进行了讨论.     

平面弹性力学问题的离散元法

根据离散元的基本原理,基于变形体的理论提出了适用于平面弹性力学问题的界面位移、应变和应力模式,建立了求解平面弹性力学问题的离散元方程和相应的迭代求解方法.通过界面位移可以简洁地将位移和力的边界条件引入离散系统的控制方程,也可以方便地求解节点位移.数值算例表明,与具有相同网格的有限元结果相比,离散元能同时给出精度相对较高的应力解和精度相当的位移解.     

边界元法与光弹性实验相结合的应力分析法

本文介绍了边界无法与光弹性实验相结合进行应力分析的方法。叙述了用边界无法求解主应力的基本原理。结合光弹性实验等差线条纹图,可分离出主应力。     

正交各向异性弹性问题的规则化边界元法

论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,论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,论文算法稳定、效率高,所取得的边界量数值结果与精确解相当接近.     

各向异性位势平面问题的规则化边界元法

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.      

基于Erdogan基本解边界元法计算应力强度因子

引入含裂纹问题基本解(Erdogan基本解),提出了基于Erdogan基本解的样条虚边界 元法,并阐述了该法在实施过程中的特点与具体做法. 采用该方法详细分析了若干 典型裂纹问题,全面考察了方法的计算精度和收敛情况,以及在求解复杂裂纹问题方面 的能力. 结果显示,该方法具有精度高、收敛快、计算能力强等优点,是裂纹问题分析中 一种具有竞争力的通用计算方法.     

抛物线边界弹性平面受集中力时的解

1.引言在本文中,把某种点源例如集中力和脱位引起的弹性解叫做基本解。这些基本解在弹性理论中起着重要的作用。例如,利用这些基本解,边界积分方程才可以建立。在无限平面或带自由边界弹性半平面情况下,有关的基本解已经得到。最近我们提出,若一有理函数把实际区域的周界及其外部映像成单位圆及其外部,此时基本解也容     

基于边界元法的弹性动力问题并行求解

为了扩大结构弹性动力分析的规模和提高分析速度,在微机机群环境下给出了两种基于边界元法的瞬态问题并行求解算法,即并行拉普拉斯变换求解算法和并行时域求解算法.并行拉氏变换法通过拉氏变换隐去时间变量,由各结点机独立求解各自负责的变换边界元问题.并行时域法采用与时间有关的基本解,使得边界元系统矩阵可以实现时间域上的并行形成.系数矩阵采用卷帘存储,以保持负载平衡.通过矩阵向量运算的并行化实现时间步进算法的并行化.理论分析和数值试验结果表明:两种算法都具有较好的并行性能.可以用于大型问题的高效求解.     

三维弹性快速多极边界元法

将静电场多极展开法和广义极小残值法结合于三维弹性问题的边界元法,使其求解的计算量及所需内存量同节点的自由度总数成正比,变革计算结构,加快求解速度以适应大规模数值计算。两者结合的关键点在于边界元法基本解的合理分解,并用广义极小残值法(GMRES)求解方程。轧机支承辊变形场大规模数值算例的总自由度数首次达N=34008并获得成功。清晰地描述了支承辊和工作辊接触区的辊型。     

基于边界元法求解三维弹性摩擦接触问题

边界元法求解三维摩擦接触问题,其中一个关键点在于如何确定滑移方向。即当出现相对滑移时,滑移方向如何确定。当前常采用的方法是,粘结点利用切向面力得到滑移方向,滑移点利用切向相对位移得到滑移方向。不过该方法难以保证收敛性。针对这一问题,本文采用滑移方向预测技术得到滑移方向。即以后出现相对滑移时,滑移方向采用预测技术中得到的滑移方向。由于摩擦接触问题和历史加载相关,本文采用增量法求解。不同摩擦系数下的数值结果都证明了本文算法的有效性和收敛性及滑移方向预测技术的有效性。     

关于周期应力平面弹性基本问题

本文考虑了一般的平面弹性同题,只假定应力是周期的而且有界.除此之外,无论对一个周期带中所含孔的个数或其边界的形状以及对孔边或无穷远处的应力,都不作其他限制.文中把函数的多值部分与非周期部分分离出来,得到了它们的一般表达式;证明了这时位移必定是准周期的,并指出了第一、第二基本问题的一般提法.对于有周期直线裂缝(在与周期方向平行的一直线上)的情况,本文利用周期Riemann边值问题的解法作出了解答;并对一个周期带中只有一个裂缝的特殊情况,把解写成了完全确定的有限形式.     

平面热弹性问题的边界元分析

本文利用位移法由平面热弹性问题的基本方程出发,简要地叙述了边界积分方程的建立及离散化手法,导出了由边界上的位移和表面力直接计算边界应力的公式。作为数值计算例,计算了圆形区域,同心圆区域和具有偏心圆孔的圆形区域的热应力。计算结果与解析解或实验结果进行了比较,两者相当吻合。计算表明,边界元法对求解平面热弹性问题十分有效.本文也适用于有体积力的平面弹性问题.     

弹性半平面中的斜边界裂纹问题

讨论了一群性半平面无限体中含有一斜烈纹的静力学问题,研究中以断裂力学原理为基础,采用了复变函数的方法,将原问题化为一组解析函数边值问题的求解。文中通过分析函数法以及应用Ｒｉｅｍａｎｎ－Ｈｉｌｂｅｒｔ（Ｒ－Ｈ）边值问题的一般理论,给出了所研究问题的解析解,并且给出了此问题的应力强度因子Ｋ１,Ｋ１的显式形式,此外,裂纹上的位移发生的错动可以得以进一步的讨论,文中的结论对地学的研究有一定的应用价值。     

若干综合应用递归二次规划法和边界元法的平面弹性结构形状优化问题

结构的边界表示为若干设计变量的函数,结构形状优化问题表示为数学规划问题。本文采用递归二次规划法求解数学规划问题,采用边界元法做结构分析,求解了受拉多边形板、受弯悬臂梁和空腹重力坝的形状优化问题。结果表明本文的求解方案非常有效。     

用边界单元法解弹性力学问题

引言 随着电子计算机的出现和发展,各种数值分析方法相应地迅速发展起来,其中,有限单元法(FEM)是工程中应用较广泛的方法之一。有限元法有许多优点,但还存在一些不足。主要是:(1)需要将整个连续体离散化。手续繁琐,数据准备工作量大,总刚度矩阵阶数较高。(2)不能保证整个连续体内应力、应变的连续性。内部结点位移和单元应力,不论     

伸缩虚拟边界元法解二维Helmholtz外问题

以位势理论为基础，提出了求解Helmholtz外问题的伸缩虚拟边界元法．给出了该方法在全波数域内获得唯一解的严格数学证明，其核心是通过伸缩虚拟边界使对偶内问题的特征频率(本征值)避开与波数重合，从而保证了解的唯一性，同以往前人提出的几种解法途径相比，该法简单得多；通过诸多边界曲线形状和不同边界量的声辐射算例，从计算精度、稳定性以及克服解的非唯一性等方面，对该方法进行了检验．计算结果表明：对远场或近场辐射声压，该方法都具有非常高的效率和精度．