有限元分析课程引入问题式学习(PBL)教学探索

在分析传统教学与问题式学习PBL(problem-based learning)教学各自利弊的基础上, 将PBL教学法引入工科研究生有限元分析课程教学. 通过 改革课程体系和创新评价体系, 整合知识结构, 进行问题设计, 分步具体实施. 优化了教学 内容, 加强了研究生自学能力及科学研究能力的培养, 激发了学生的想象力和创造力. 同时, 对教学内容与课时数的矛盾, 理论教学和工程应用的矛盾以及有限师资和众多学生的矛盾等 PBL教学中难点问题的处理, 作了初步的探索.     

滚而不滑非静力学问题

本刊1987第2期上《小问题》栏133题的解答读后,似感不妥.不揣冒昧,愿与原作者商榷.为方便计,现将原题及解答抄录如下:133.一轮半径为 R,重量为 P,在其铅垂直径的上端 B 点处作用水平力 Q.轮与水平面间的滚动摩阻系数为δ.问水平力 Q 使轮子只滚动而不滑动时,轮与水平面间的摩擦系数(?)需要满足什么条件?答133.轮子滚动的条件为 ...     

弹性大变形问题中的应力状态描述、奇异性问题和余能原理

对弹性大变形理论中的3方面问题进行了综述.首先,对各种应变度量的共轭应力进行综述.大变形问题引起的应力状态描述的复杂性引起了许多学者的兴趣,对这个问题的研究也促进了大变形弹性理论的发展.在各种特定问题中,人们提出了不同的应力张量来描述应力状态,如Caucby应力张量、第一类和第一二类Piola-Kirchhoff应力张...     

利用刚性杆-碟形弹簧模型讨论压杆稳定性

利用刚性杆-碟形弹簧模型讨论了压杆稳定性的非线性问题,并扩展回 归到弹性杆Euler公式. 模型简单,现象直观,可用于教学过程中解释大挠度理论.     

地震液化问题研究进展

概括了地震液化问题研究的框架和主要内容.从液化的机理、液化可能性分析, 液化稳 定分析、液化变形分析及液化分析的数值方法等几个方面, 总结了液化问题的主流研究思路 和近期进展, 指出了目前的不足和应着重研究的方向.随着对地震液化问题研究的深入, 液 化问题研究的重心逐渐由液化可能性分析、液化稳定分析转向液化引起的变形评价.在液化 变形的评价方法中, 基于震害调查的经验统计方法的预测精度较差, 且不能考虑土与结构的 相互作用;而基于数值模拟的方法可以考虑复杂的边值问题, 显示出广泛的前景.在以后对 地震液化问题的研究中, 除了进一步收集分析已有震害资料提高液化可能性分析及液化变形 分析的现有方法的可靠性以外, 应着重深入研究饱和砂土液化变形的基本规律及物理机制, 在此基础上建立能够合理模拟饱和砂土整个液化过程中(包括液化前和液化后)的应力应变 行为的本构模型, 发展能有效地预测实际边值问题中液化变形的数值模拟方法.     

理论力学教具DIY系列(四)一个教具的受力分析与讨论

受力分析是理论力学教学中的重要内容,而多点摩擦问题是其中的难点.在目前的教学安排中,静力学有少量求解多点摩擦的习题,学生可以画图、列出方程并求解;但是在动力学中,几乎没有涉及多点摩擦的习题,而且也不要求解方程.     

三维弹塑性有限变形问题边界元法中奇异积分的直接分析去奇解法

作为本文作者研究工作的继续,本文提出了处理三维弹塑性有限变形问题边界元法中二次元区域弱奇及Cauchy 主值奇异积分的二次极坐标变换—分析去奇法.该方法先通过适当的二次极坐标变换降低奇异积分的奇异性,然后利用Causs 散度定理去除Cauchy主值积分的奇异性.通过三维弹塑性及三维有限变形问题数值算例说明该方法具有良好的精度及数值稳定性,并且实施较方便.本文方法可直接推广应用于二阶以上高阶元离散模型奇异积分处理.     

变形比较法解简单超静定梁的教学方法设计

针对材料力学中用变形比较法求解简单超静定梁问题,在教学的过程中进行了一系列的教学方法设计,注重问题式、探索式教学方法与理念,以培养学生思维的主动性、敏锐性、变通性和完善性,树立创新意识与创新思维.     

三维摩擦接触问题不动点算法

三维摩擦接触问题具有多重非线性性质,使求解变得比较困难,为了解决此问题,建立了三维摩擦接触问题的模型,介绍了一种非光滑混合不动点算法.该算法克服了在接触面上由于可能的滑动状态有无穷多个而难以确定的难点,算法未引入人工变量,计算量较小,计算结果精确满足接触状态条件,收敛性得到保证.根据此算法编制程序,将叠合悬臂梁算例数值计算结果与商用有限元软件进行比较,也表明了不动点算法的有效性.     

剪切变形在梁接触问题中的作用

指出在考虑剪切变形后,还有可能出现集中反力及接触段内有间隙现象.考虑剪切变形后对梁应力的影响不如接触压力分布影响敏感.介绍了用有限元法求解梁接触问题.     

超空泡航行体控制问题研究进展

综述了国内外学者在超空泡水下高速航行体控制问题领域的研究进展;系统地分析了超空泡航行体的动力学特性和控制方法;指出超空泡水下高速航行体机动控制硬件实现的技术难点,并对超空泡航行体控制问题的发展趋势进行了展望.      

受压橡胶海绵圆筒的轴对称平面应变问题研究

针对橡胶海绵材料圆筒受压问题,根据欧拉-拉格朗日变分原理,建立了基于Blatz-Ko材料模型的轴对称平面应变问题的非线性微分方程. 采用参数变换的方法,获得了该问题的参数形式解析解. 并通过相应数值算例,得到了径向应力和切向应力沿圆筒径向的变化规律,以及过盈量对径向应力和切向应力影响规律.      

关于旋转弯曲变形功的研究

本文在正确建立残留应力应变模型的基础上解决了残留变形能的计算方法,并用实测结果验证了计算方法的正确性.对长期争议不清的矫直过程中弹性变形是否消耗能量和耗能多少等问题作出了有力的解答.它将为今后矫直理论研究和矫直机设计计算提供科学根据.     

大变形问题分析的局部Petrov-Galerkin法

在微机电系统(MEMS)的建模和模拟研究中,大变形或大移动要充分予以考虑.用有限元法分析这类问题,由于难以避免的网格畸变,使模拟效率精度降低甚至失效,无网格方法(Meshless Method)则能在分析这类问题时显示出明显的优势,无网格局部Petrov-Galerkin(MLPG)法被誉为是一种有发展前景的真正无网格法.本文进一步发展了MLPG法,通过对任意的离散分布节点采用局部径向基函数构造插值形函数和Heaviside权函数,分析方程采用局部加权弱形式离散,建立了变量仅依赖于初始构型的完全Lagrange分析格式,最后用Newton-Raphson法迭代求解.文中分析了悬臂梁典型算例和微机电开关非线性大变形问题,通过与有限元结果的比较,表明本文提出的大变形问题无网格局部Petrov-Galerkin法具有稳定性好及收敛性快等优点.     

基于计算机求解弯曲变形问题的一种新解析法(一)——复杂载荷作用下的静定梁问题

提出了一种求解弯曲变形问题的分段独立一体化积分法.分段独立一体化积分法首先将梁进行分段,独立建立具有四阶导数的挠曲线近似微分方程,然后分段独立积分4次,得到挠度的通解.根据边界条件和连续性条件,确定积分常数,得到挠度、转角、弯矩和剪力的解析函数.3个实例表明,分段独立一体化积分法建立方程简单,计算编程程式化,利用计算机求解速度快,与有限元法相比其优点是可以得到精确的解析解.     

弹塑性摩擦接触问题形状设计灵敏度分析

提出了一种计算二维有限变形弹塑性摩擦接触问题形状设计灵敏度的算法. 采用主动集策略和mortar方法处理接触边线上的约束条件. 在mortar接触边线的切线和法线方向上采用相同的名义罚函数,提出基于名义罚函数的移动摩擦锥算法来正则化接触约束条件,发展了一种新的二维多体有限变形摩擦接触算法. 在此基础上, 通过将离散形式的摩擦接触问题控制方程对形状设计变量微分,得到了该路径相关问题的直接微分法解析设计灵敏度计算格式, 其节点位移灵敏度方程在每个增量步不用迭代、直接求解. 与国际上现有的二维多体有限变形摩擦接触问题的解析设计灵敏度算法相比,本算法不需分解为法向和切向推导,表达式较简洁,便于编程实现. 数值算例验证了算法的精度和有效性.      

生物神经元系统同步转迁动力学问题

生物神经元系统中存在着丰富的同步模式, 不同同步模式的实现条件已经被广泛地研究. 然而, 不同同步模式之间的转迁是神经动力学研究领域的难点问题, 近年来在此方面开展了许多相应的研究工作. 本文主要阐述近年来在神经元系统同步转迁动力学方面的研究进展, 揭示神经元系统在耦合、时滞和网络拓扑等不同参数作用下呈现的复杂的同步转迁动力学行为及其可能的动力学机制. 最后总结研究进展的内容并提出对同步动力学今后研究的展望.     

Reissner矩形板的弯曲问题

本文根据Rcissncr平板理论,提出了矩形中厚板弯曲问题的解答,应用本文中的(5)、(9)式,可求解通常边界条件下,承受横向均布力q_0以及承受横向均布力和板边法向弯矩等组合荷载共同作用下的矩形中厚板的弯曲问题,而且使这类问题的解答规律化。     

三维有限变形弹性问题的分析方法

至今还未见到用通常的应力函数和位移函数分析三维有限变形弹性问题的报导。利用Hasegawa的工作和Adkins的摄动法,本文将位移函数用于求解表面力或体积力作用下的有限变形轴对称弹性问题,提出一个分析可压缩和不可压缩材料三维弹性问题的新的解析法,并用两个简单例子验证了这种分析方法。     

轨道力学问题导向式教学培养轨道设计能力的实践

结合具有航天任务背景的轨道设计问题,开展问题导向式教学,激发学生主动学习热情,让学生在动手实践中学习基于轨道力学理论知识的轨道设计方法,是培养学生轨道设计能力的有效途径.本文介绍了对轨道力学问题导向式教学的措施,以及逐步培养学生轨道设计能力的轨道设计问题案例.选取的轨道设计问题与教学过程中的理论知识紧密联系,循序渐进,...