板结构计算模型的新发展

现代复合材料层合板具有高强和轻型的突出优点,从而在军工和民用等诸多领域发挥着重要作用。这种板结构的特点是随着纤维走向的不同,层间材料的物理-力学特性发生剧烈变化。沿板厚方向变形的梯度比较陡峭,并在层间结合面处发生强不连续,呈现zig-zag （锯齿状）现象。这导致横向剪应变在板的静态和动态响应中发生重要作用,不计横向变形的经典组合板计算模型CLPT难以适应现代多层板计算分析的需要。考虑横向剪切变形影响的板的计算模型得到重视和发展。需要指出,现有各种考虑剪切变形影响的计算模型虽然有了很大的发展,但在全面和准确性上仍然存在一定的不足,难以适应现代多层组合板横向力和物理性能多变的情况。模型预测的沿板厚方向位移和应力的变化规律难以通过严格的检验。本文提出的以比例边界有限元为基础的正交各向异性板的数值计算模型,同时可适用于各种薄板与厚板的分析,对现代复合材料层合板的分析具有特殊的优越性。所得到的板的位移、正应力和剪应力沿板厚方向的变化,与三维弹性理论的标准解高度吻合。数值算例进一步表明,随着层间纤维走向的变化,板内位移场和应力场沿板厚方向剧烈变化所呈现的锯齿现象均可以精准地进行模拟。据此,本文建议方法对现代板分析的广泛适应性和高度准确性得到了充分论证。     

蜂窝夹层板结构等效模型比较分析

在对蜂窝夹层板结构进行有限元分析时,要对其进行等效处理,采取等效方法的合理性将直接影响到计算结果的准确性.分别采用Reissner理论、Hoff理论、三明治夹芯板理论三种不同的等效方法建立有限元模型,然后进行了静力分析和模态分析,并将每种等效方法的计算结果与实体单元建立的蜂窝夹层板模型计算结果进行了比较.与Reissn...     

热机电耦合智能板结构的一类有限元模型

针对热机电压电薄板结构,提出了一种包含4个位移节点、2个电势节点和8个温度节点的有限元模型,其位移场按平板壳单元描述,而电势场和温度场则按线性插值方法描述,并基于虚功原理导出了热机电有限元方程,通过比较,表明所得有限元方程的正确性.最后以悬臂板为例,对位移响应、温度响应和输出电压进行了数值仿真,凸现了在小挠度变形下,变化幅值较大的温度对输出电压的重大影响.     

计算动脉血管发展流动的新差分格式

在引用守恒型N—S方程和SIMPLE方法的基础上,对血管发展流动的控制方程提出了新的差分格式。算例结果表明：本差分格式对血管发展流动的数值研究是可行的。     

加筋板结构的大变形

本文对受均布载荷，具有一根纵向加筋多根横向加筋的加筋板结构的残余变形导出了近似理论分析方法。从假设变形模态出发，依据极限分析原理获得可能变形模态和模态判别条件。在变形分析中，计及膜力（轴力）影响，但忽略弹性影响，得到了各变形模态下的残余变形估算公式。最后根据本文的理论分析方法和ＡＤＩＮＡ程序作了实例计算，两者的变形模态和最大残余变形均十分一致     

计算钝感炸药爆轰过程的一种新反应率模型

根据钝感炸药爆轰过程中含有激化过程和慢反应,建立了一种新的反应率模型。与其他反应率模型相比,这种反应率模型可以应用于较粗的网格。在每厘米50个网格条件下,炸药驱动铝飞片和钽飞片的自由面计算结果与实验结果很接近。同时,应用此反应率模型计算了钝感炸药驱动LiF过程,在每厘米50个网格的条件下,炸药与LiF间速度的计算值同实验值接近,且误差随网格尺寸变小而变小。这些表明,此反应率模型能够在较粗的网格条件下,比较准确地描述钝感炸药驱动飞片过程,有利于在工程实际中应用。     

板结构功率流的参数研究

板以及肋板结构在工程中有着广泛的应用，其振动嗓声问题一直受到理论和工程领域的关注。本文在板结构功率流理论的基础上￣［１］，对板的损耗因子和不同加肋形式对其功率流的影响进行了分析和测量。     

频率约束板结构拓扑优化

论文利用ICM(独立、连续、映射)方法建立了频率约束下平板结构重量最轻的拓扑优化模型.采用指数函数作为单元重量、单元质量阵及单元刚度阵的过滤函数.通过瑞利商对刚度过滤函数倒变量的泰勒一阶展式,将频率约束近似显式化.利用对偶理论将含有大量设计变量的约束优化模型转化为易于求解的少设计变量拟无约束优化模型,通过序列二次规划将转化模型进行求解,提高了求解的效率.论文选择MSC.Patran&Nastran软件及PCL二次开发语言构架了平板结构频率约束拓扑优化问题的软件.数值算例表明:论文的方法具有迭代稳定性和收敛高效性.     

波形弹簧的非线性计算模型

本文应用Ritz法导出了波形弹簧的载荷与变形之间的非线性关系。在推导过程中,同时考虑了弹簧周向曲率、波形曲率、附加弯曲的影响。经过验证,本文计算结果与实测结果相当接近。     

BBD板结构的振动功率流研究

多冲击体阻尼（下文简称ＢＢＤ）是结构振动、噪声控制中的一项新技术。本文基于它的作用机理和机械导纳与弹性结构动力学理论，推导了三种不同ＢＢＤ板结构振动功率流的解析表达式。并进行了数值计算，给出了测量验证结果。最后定量分析了ＢＢＤ对板结构功率流的影响。     

弹塑性力学问题的神经网络计算模型

为了提高弹塑性力学问题的计算速度,给出了其新的势能变分原理形式,利用神经网络的并行、分布处理的特点进行寻优,并给出了相应网络的结构形式和网络参数。     

爆破抛体加速运动的渗流模型计算

本文对有限球体爆破时渗流损失对抛体动能的影响作了计算。固体介质作为松散体处理,服从库仑内摩擦定律,破坏后的流动状态服从剪胀条件;爆炸生成的高压气体存松散介质内按渗流二次式规律流动,考虑线性摩阻与二次摩阻。 本文对一定块度,不同规模,不同比药量,不同初始松散率情况下的渗流影响作了计算。计算结果有助于进一步阐明工程爆破中抛体质心速度随爆破规模的变化规律,指出除了重力影响之外,还存在渗流影响。     

带筋双层管板结构优化设计

本文研究带筋双层管板结构的优化设计。选取上、下管板厚度及围扳高度作为设计变量、结构重量为目标函数。利用非线性规划中的梯移侧移法求出在某些不等式约束条件下,达到最小目标函数值时的最佳设计参数。研究表明在所有的约束条件中,起主导作用的是加载时的管板中心挠度,它是一种非线性隐约束,本文通过有限元法求取。全部计算工作在中型计算机CJ-719上完成,计算结果按叠代顺序列表于本文内。     

地下结构地震响应的计算模型

地震时地下结构在围岩的约束作用下发生变形,其动态特性与地面结构有很大不同.自二十世纪七八十年代以来,地下结构抗震设计与研究取得了很大进展.总的看来,工程设计中普遍采用的计算方法与设计导则大都建立在比较简单假定的基础上,实际的岩土介质条件都是十分复杂的.地下结构抗震研究的近期成果则表现在对地下结构动力分析中的波动散射问题提出了波函数展开法以及边界积分方程方法等多种计算方法.但计算相对复杂,在工程设计中的推广应用有一定困难.此文致力于地下结构计算模型的改进,使之具有良好的计算精度与效率,又便于工程应用.为此,提出了一种地下结构抗震响应分析的新的计算模型.模型具有较广泛的适应性,可以进行河谷、孔洞、地下铁道、隧洞等地下结构的散射与绕射分析.对于复杂层状的地质条件,提出了格林函数求解简便而有效的方法.数值算例论证了方法的精度和效率.     

基于LADM模型的爆轰参数计算

炸药爆轰以高低两种速度稳定传播。经典的ZND模型没有对应于低速爆轰的数学解,无法计算低速爆轰参数。而LADM爆轰模型(Least Action Detonation Model)有四组数学解析解。其中一组解对应于高速爆轰,可取代有争议的CJ假设;另一组解对应于低速爆轰,可计算低速爆轰速度。本文用这两组解计算了四种常用炸药的高/低速爆轰参数,不需要CJ假设等任何假设。结果表明:高速爆轰速度的实测值与计算值的相对误差范围是0.069%~1.38%;炸药的绝热指数γ1为1.239~1.312,接近多原子气体的理论值1.286;爆轰产物的绝热指数γ2为1.425~1.462,略大于双原子气体的理论值1.400。     

智能板结构振动特性的半解析法

为智能板结构振动特性的分析提出了一种半解析法.根据压电材料修正后的Hellinger-Reissner变分原理,推导了压电材料的Hamiltonian等参元.智能板结构的基体板和压电块(压电传感器或驱动器)被看作独立的三维体,并用Hamiltonian等参元分别离散板和压电块.考虑到板和压电块在连接界面上广义应力和广义位移的连续性,联立板和压电块的方程得到整个结构的方程组.数值实例的分析结果证明了方法的可靠性.     

开挖应力释放率计算模型

本文在明确应力释放率和位移释放率的基础上，重点分析开挖面空间效应区的位移释放，并建立了应力释放与位移释放间的关系。文中分析了开挖问题采用平面模型计算时，应对开挖初应力进行修正，并给出了算法。最后与北京地铁的实测资料进行对比。     

谈谈计算力学的发展

本文综述了计算力学的当前发展概况并简要介绍了当前应当注意的若干研究方向.     

弹塑性接触问题神经网络计算模型

利用神经网络优化计算原理,引入LPNN(Lagrange Programming Neural Network)模型求解弹塑性摩擦接触问题,提高了神经网络计算精度。通过采用非线性函数作为神经元的传递函数,使神经网络的非线性问题同力学的非线性问题得到统一。最后对两个简单的弹塑性接触问题进行了数值仿真,验证了算法可行有效。     

计算传热学学科的发展

本文概述了近15年来计算传热学学科的发展概况.特别概括了目前国内外主要研究的方向及数值研究的方法;归纳了在湍流研究中普遍采用的六种模型;并指出无论在数学模型、计算方法和格式方面,还是应用等方面仍有待改进、完善、发展和研究.