复杂结构二十节点等参元建模法

提出用单一的二十节点等参元模拟平面、梁、板壳和板-梁结构的建模方法.通过调整板-梁接触面耦合节点的数目,分析接触面耦合节点的数目对接触面应力分布和内力的影响.结果表明,二十节点等参元完全具有模拟平面问题、梁和板壳的能力,能提供更多的相关信息;通过调整接触面耦合节点的数目和组成方式,二十节点等参元独立建模法可以模拟板-梁结构中的刚性联接,铰链联接和介于二者之间的弹簧联接的优越性能.这种建模方法不仅大为简化了复杂结构的建模过程,而且使有限元模型建立在更直观和真实的物理基础之上,避免引入传统建模方式所必须引入的联接单元,有利于有限单元法的推广和应用.     

一个不协调8—20节点三维等参元

1.引言SAP5程序中的8节点三维不协调元对于不规则网格不能通过分片试验(patch test),从而不能保证收敛。这就限制了这种不协调元的应用。为了纠正这种缺陷,文献[3]给出了一个改进的8节点三维不协调元。该元的算法类似于4节点二维不协调QM6元,因此可称之为8节点三维QM6单元。本文将这种算法推广到其它不同节点数的三维等参元中,统一地建立了8—20可变节点三维QM6单元。该元对于规则或不规则网格皆保证收敛,并且它已在SAP5程序中实现,因此该单元具有可靠性、精确性和实用性。     

改进的八至二十结点三维非协调等参元

本文对R,L,Taylor等人提出的平面非协调元QM6满足分片检验修正条件,提出了进一步的修正建议,并将其应用于八至二十结点等参元,从而得到了一类适应空间不规则网格应力分析的非协调元QMM6,该单元与QM6单元相比,具有计算量小,在畸变网格条件下精度高等优点。     

等参元——修改等参元——最佳等参元

本文以二维问题为模型,建立了等参元、修改等参元和最佳等参元间的相互关系.给出了最佳等参元附加节点方程的解法.其数值解与理论分析一致.显示出修改等参元的许多良好特性.     

关于用三维等参元计算应力强度因子

在生产实际中我们会遇到很多各种带有裂缝的部件需要确定在不同载荷条件下的应力强度因子,而对这些问题要得到精确的分析解是不大可能的,因此必须考虑用各种数值法,有限元法即是较为常用的一种。用有限元法计算裂缝的应力强度因子已有 ...     

平面广义四节点等参元GQ4及其性能探讨

广义节点有限元是将传统有限元方法中的节点广义化,在不增加节点个数的前提下,仅通过提高广义节点的插值函数的阶次,从而达到提高有限元解精度的目的.与现有的p型和hp型有限元不同,在这种新的有限元中,节点自由度全部定义在节点处,在理论与程序实现上与传统有限元方法具有很好的相容性,传统有限元方法是这种新方法的广义节点退化为0阶时的特殊情形.文中主要讨论了这一新方法的四节点等参元（记为GQ4）的形式.对GQ4进行的各种数值试验表明,所发展的广义四节点等参单元具有精度高且无剪切自锁与体积自锁等的特点.     

二维修改等参元

本文建立了二维单元的修改等参元公式;证明了位于基单元上的附加节点是不敏感点,它与等参坐标变换式无关;数值结果与理论分析一致,并展示了修改等参元的许多良好特性。     

对Wachspress等参元QP6的收敛性研究

从变分原理出发,以相应协调元为参照物,本文提供一种证明非协调单元收敛性的新思想。以Wachspress构造的非协调等参元QP_6[1]为例,证明了在网格无限细分,单元应力趋予常数的极限状态下,它与协调的等参元Q_4能量泛函表示式一致,数值计算结果相同,从而使其收敛性得到保证。此外,对于其它几种常用的平面四结点等参元的收敛性,本文也做了简要论证。     

八节点等参元滑动接触算法的改进

分析认为采用八节点等参元计算滑动接触问题时,往往存在较大的接触应力计算误差的主要原因在于这种单元具有两种不同的节点。为此,本文提出了双模拟接触边界法,即分别采用两种不同的节点,形成两个模拟接触边界,并限制“从接触边界”上的节点只能和“主接触边界”上其同类节点形成的模拟接触边界形成接触关系,从而有效的减小了采用八节点等参元计算滑动接触问题时的误差。     

程序简讯 (二十)

本程序适用于计算各种立体结构的干模态固有动态特性。程序采用等截面空间梁元、三角形平面应力元、矩形平面应力元和弯曲元等 ...     

程序简讯 (二十)

本程序适用于计算各种立体结构的干模态固有动态特性。程序采用等截面空间梁元、三角形平面应力元、矩形平面应力元和弯曲元等 ...     

平面4结点等参元高斯点应力的适用性

平面４结点等参元高斯点应力的适用性黄文彬李明瑞（北京农业工程大学，北京１０００８３）在平面弹性和弹塑性有限元分析中，广泛使用３～９结点等参单元，在使用４结点等参单元时，通常用２×２高斯点积分，在应力输出时，也常输出高斯点处应力，特别在弹塑性分析中，常...     

平面4结点等参元高斯点应力的适用性

平面４结点等参元高斯点应力的适用性黄文彬李明瑞（北京农业工程大学，北京１０００８３）在平面弹性和弹塑性有限元分析中，广泛使用３～９结点等参单元，在使用４结点等参单元时，通常用２×２高斯点积分，在应力输出时，也常输出高斯点处应力，特别在弹塑性分析中，常...     

分区样条等参元方法分析加肋轴对称组合壳

本文提出分区样条等参元方法分析加肋轴对称组合壳在静水外压作用下的应力及稳定性。该方法根据母线几何形状、壳板厚度变化及边界约束状况将加肋轴对称组合壳划分为若干个区域，在不同区域采用不同步长的样条等参元进行分析，因而便于对复杂的组合壳进行分析，并可大大减少计算所需自由度数，减少计算工作量，同时计算精度很高，并且易于进行边界约束处理。应用该方法对加肋锥－柱、加肋锥－环－柱组合壳进行了计算，其结果与其它方法计算值及实验值吻合良好。     

分区样条等参元方法分析加助轴对称组合壳

本文提出分区样条行动等参元方法分析加肋轴对称组合壳在静水外压作用下的应力及稳定性，该方法根据母线几何形状，壳板厚度变化及边界约束状况将加肋轴对称组合壳划分为若干个区域，在不同区域采用不同步长的样条等参元进行分析，因而便于对复杂的组合壳进行分析，并可大大减少计算所需自由度数，减少计算工作量，同时计算精度很高，并且易于进行边界约束处理，应用该方法对加肋锥－柱，加肋锥－环－柱组合壳进行了计算，其结果与其     

带旋转自由度的精化非协调平面四边形等参元

对于C~1类不协调元文[1]提出了一种精比直接刚度法。本文进一步将其应用到C~0类问题,建立一种带旋转自由度的不协调平面四边形单元,其协调部分是用人Allman插值法建立的单元函数,不协调部分用了四个内部自由度。该单元能保证通过分片试验,保持了单变量有限元列式简单、性能可靠(无多余零能模式及坐标不变性)等长处,同时,还具备多变量有限元(杂交/拟协调元)高精度的优点。算例表明,本文提出的单元收敛、可靠、高精度且高效率。     

等参元逆变换算法在渗流—位移耦合场分析中的应用

在渗流 -位移耦合场分析中应用等参元逆变换算法解决了两个场之间的数据传递问题 ,所提出的逆变换算法是基于解析性质的新算法 ,具有简便、高效和高精度的特点 ,便于在实际工程中应用。     

基于加权残量法的多变量等参元简明列式及其应用

根据作者提出的建立多变量有限元模型的系统化方法,应用加权残量法的基本原理,给出了建立多变量等参元模型的简明列式。然后应用该列式,构造了简明有效的平面四结点多变量等参元MQ4和MQ5前者不含内部自由度,后者含有内部自由度。文中结合若干典型算例对所构造的单元性能进行了考核,并与若干典型协调与非协调等参元的数值结果进行了比较。数值结果表明,无论是在规则网格还是在不规则网格情况下,本文构造的多变量等参元,不仅能通过分片检验的要求,而且表现出了良好的性能。