轴对称热传导有限元格式

分析了目前一些有限元专著中轴对称热传导有限元方法推导中的问题,给出了轴对称热传导有限元格式的正确表达形式。     

轴对称体扭转问题的轴对称有限元模拟解

轴对称体的轴对称问题与扭转问题一向被认为是两个互相不能模拟的问题.前者的未知量与方程多于后者,形式也不相同.本文提出一种退化模拟方法.能够把扭转问题模拟为轴对称问题的一类特殊情况来解.一般的结构分析程序都能够分析轴对称问题,但轴对称体的扭转问题通常作为三维问题处理.按本文提出的方法,可用结构分析程序的轴对称分析功能模拟扭转分析.本文还给出模拟计算的算例.计算结果表明与理论解完全一致.本文对退化模拟的材料本构关系进行了研究,建议在数值计算时以各向异性材料的轴对称问题模拟任何材料的扭转问题.当限定用各向同性材料的轴对称问题来模拟时,采用了罚系数法.     

形状记忆合金的本构模型及其有限元实施

基于塑性力学中屈服面的概率以及Liang和Brinson提出的马氏体体积百分量和应力,温度间的关系,提出了适用于描述多信形状记忆合金的形状记忆效应和伪弹性效应的本构模型,并用T．T．法对该本构模型进行了非线性有限元实施,算例表明该本构模型与实验结果比较吻合,且只需对现有非线性有限元程度稍做修改就可得到实施,简单易行,有一定的实用价值。     

含形状记忆合金纤维的复合材料层合板的弯曲及自由振动的有限元分析

将一维形状记忆合金的本构关系用于以经典的复合材料层合板理论为基础的有限元法中,分析含形状记忆合金纤维板的弯曲和自振频率.计算结果表明,通过激活形状记忆合金纤维,对层合板弯曲和自振频率均有很强的控制和调节能力,同时,若将形状记忆合金纤维铺设在外层,则能更有效地利用它的调节能力.     

轴对称冲击有限元一致质量矩阵迭代解

给出高速冲击动力有限元一致质量矩阵解的迭代过程，即把集总质量矩阵解作为初值进行有限次迭代得到满足工程需要的一致质量矩阵近似解．实际算例说明，一致质量近似解较集总质量解改善了对应力波传播过程的分析，而且在高速冲击计算中能给出与实验接近的计算结果．     

压电材料轴对称有限元分析

给出了横观各向同性压电材料轴对称问题有限元法列式,叙述了压电材料有限元法分析中的一些特殊处理步骤,包括无量纲化和特征值问题计算中对电势自由度的凝聚。对压电材料轴对称问题的一些经典静力问题进行有限元计算,同时对压电圆板的轴对称自由振动进行了计算,和解析结果作了比较,二者符合良好。     

弹性力学轴对称问题的有限元线法

给出了解弹性力学空间轴对称问题的有限元线法的基本理论。该法包括了２－４条结线的等参数单元，沿结线方向的两点边值问题采用插值矩阵法解之。算例表明，本法具有良好的收敛性和较高的计算精度。     

轴对称非均匀圆柱壳非线性屈曲的一般解

在文献[7]和[11]的基础上,本文提出了一个新的方法,用于计算轴对称非均匀圆柱壳在任意轴对称荷载和边界条件下的非线性屈曲的临界载荷,并导出这个问题的一般解,最后仅需求解一个非线性代数方程,该方程可用解析形式表达,本文提出的方法,具有计算速度快,容易处理各种边界条件和载荷,简便等优点。三个算例表明,利用本文的方法可获得满意的结果。     

耐磨TiNi形状记忆合金设计准则的有限元研究

采用有限元方法模拟微突体在TiNi形状记忆合金表面的压入过程，研究了伪弹性应变、伪弹性模量和相变启动应力等参数对TiNi合金抗磨性能的影响，并初步确立了TiNi形状记忆合金耐磨材料设计准则．结果表明：伪弹性应变对TiNi形状记忆合金摩擦学性能的影响最显著；就TiNi形状记忆合金耐磨材料的设计而言，应当强调提高伪弹性应变、降低伪弹性模量、增加相变启动应力；同时满足上述3方面要求的TiNi形状记忆合金的耐磨特性最优．     

形状记忆合金热力学行为的模拟

基于塑性流动法则和马氏体相变动力学 ,引入马氏体体积分数和相变应力间的关系 ,对形状记忆合金的热力学行为进行了模拟 ,算例表明本文提出的形状记忆合金本构模型与实验结果比较吻合 ,且实施起来简单易行 ;最后还用该本构模型进行了有限元分析     

形状记忆合金作动器的设计及优化

采用Ｂｒｉｓｉｏｎ［１］等提出的ＳＭＡ材料的本构关系，分析了形状记忆合金作动器在三种热交换方式（自然冷却、强制冷却和采用半导体热泵技术）下的动力特性，同时研究了ＳＭＡ丝在恒载和载荷变化时对完成正逆相变所用时间的影响，并简单讨论了影响作动器响应的几个因素和改进方法     

层合板的非线性有限单元分析

对层合板引入小应变中转动几何非线性假设，位移模式考虑了横向剪切应力及其连续性，有采用罚单元的方式构造了简单，协调的八节点等参单元，并应用于层合板的应力分析，取得了很好的数值结果。     

形状记忆合金的本构关系

本文主要介绍一种金新功能材料－形状记忆合金的本构关系的发展，简要介绍该材料的一些力学行为和工程中的应用。     

压电智能结构有限变形下热-机耦合的有限元分析

采用有限元方法研究了结构在热载荷作用下变形与热传导之间的耦合特性.分析表明,结构变形较小,非线性效应很弱时,变形对材料的热传导系数影响很小,对结构的温度分布几乎没有影响;当变形增大,非线性效应增强时,变形对材料的热传导特性影响显著,热载荷作用下结构的温度变化和变形与现行不考虑热-机耦合效应所得结果产生明显差异.因此,为实现压电智能结构形状(振动)的精确控制,分析及实施控制时须考虑热-机耦合及变形对热传导系数的影响.     

立方晶系多晶体细观马氏体相变有限元模拟

从马氏体相变切变机理入手,考虑相变体积变化,定义相变机械驱动能及其等效驱动应力,并在假设细观化学驱动能均匀的前提下,建立细观动力学模型.在此模型基础上,通过Marc软件二次开发,开展弹塑性立方晶系多晶体单向拉伸下的应力耦合细观马氏体相变有限元模拟.有限元模型的每个单元同时代表一个材料主轴随机分布的晶粒,屈服准则采用立方晶系单参数Hill准则,细观相变率与细观等效驱动应力关系取指数形式.三个多晶体样本模拟显示:1)细观马氏体相变分布不均匀,且不均匀程度随增量步增加呈先快后慢的减弱;2)多晶体宏观相变率-宏观拉伸应力模拟曲线呈指数态势,但在整个加载过程中,相变量均较细观模型的小.     

框架结构屈曲的精确有限元求解

基于屈曲微分控制方程的一般解,构造了Euler梁在轴力作用下的精确形函数,建立了用于框架结构屈曲分析的精确有限单元,得到了单元刚度矩阵和几何刚度矩阵的显式表达,并提出了基于常规特征值计算的迭代算法以确定屈曲载荷及相应失稳模态的精确解. 研究表明, 对于线性稳定性分析而言,常规框架有限单元可视为精确有限单元的一种近似. 若采用精确单元,无需进行网格细分就可以获得精确的屈曲载荷和失稳模态. 数值算例证明了新单元和算法的效率和精度.      

MESO-MECHANICAL ANALYSIS OF SHAPE MEMORY ALLOY REINFORCED SMART STRUCTURE WITH DAMAGE

The mechanical behaviors of shape memory alloy (SMA) wires reinforced smart structure with damage were analyzed through the variational principle, a governing equation for the structure was derived, mathematical expressions for the meso-displacement field, stress-strain field of typical element with damage were presented, and a failure criterion for interface failure between SMA wires and matrix was established under two kinds of actuation which are dead-load and temperature, where the temperature is included in effective free restoring strain. In addition, there are some other composing factors in the failure criterion such as the interface properties, dynamical properties of SMA, initial debonding length L-l etc. The results are significant to understand structural strength self-adapted control and failure mechanism of SMA wires reinforced smart structure with damage.     

铜基多晶体形状记忆合金伪弹性的实验研究

首次用高灵敏度云纹干涉法对铜基多晶体形状记忆合金的伪弹性行为进行了实验研究，得到了单轴拉伸试件在不同加卸载阶段应力诱发的相变塑性全场分布。实验结果表明：一些晶粒内部的相变塑性几乎均匀分布，但不同晶粒之间的变形差异很大，各晶粒的伪弹性行为明显不同。     

非线性广义杂交元

选择新的三类变量建立了放松单元间连续性条件的用于非线性有限元分析的泛函，并由此建立了基于不协调模式的非线性广义杂交元方法。