用样条能量法进行均布外压下加肋圆柱壳的稳定性分析

本文采用以三次B样条为基函数的样条能量法分析均布外压下加肋圆柱壳的稳定性。导出了刚度矩阵和几何矩阵,并进行了数值计算分析。结果表明,这种算法有很好的收敛精度和通用性,计算也简单方便。     

分段样条函数法在全息应变分析中的应用

本文提出的用分段样条函数确定应变的方法是一种显式算法,不需附加边界条件求解线性方程组,可用于不能直接给出边界条件的力学问题的全息应变分析。文中以悬臂梁为例,通过计算机模拟全息数据和计算,分析了该法的拟合精度,并与L.H.Taylor 的样条函数法的精度进行了比较.     

计算力学中的样条有限元法的进展

主要评述基于变分原理、样条函数理论与状态空间理论的样条有限元法在近２０多年来的进展以及进一步发展的趋势．首先评述了国外的早期工作──截断式样条函数在力学中的应用情况．接着评述国内工作──样条有限元、样条有限点、样条单元法等优缺点,最后还介绍了目前国内外尚未报导过的,即多变量样条有限元法和样条状态变量法在动力响应中的应用．关键词变分原理,样条函数,状态空间理论,样条有限元法      

基于T样条的变网格等几何薄板动力学分析

具有大位移、大变形的薄板在接触碰撞等工况下, 其局部应变会产生剧烈变化. 为了保证对其进行动力学分析的精度和计算效率, 本文整合计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助工程(CAE)系统, 提出了一种基于T样条曲面的变网格柔性系统等几何分析方法. 首先, 建立基于T样条曲面单元的基尔霍夫薄板运动学模型, 并根据非线性格林?拉格朗日应变建立由T样条曲面单元离散的薄板弹性模型. 其次, 通过在T网格中的局部区域插入节点的方式, 达到T样条曲面网格局部更新的目的. 利用T样条混合函数细化算法得到计算新广义变量的转换矩阵, 并结合广义α法创建了变自由度系统动力学方程的求解算法, 形成了系统的T样条单元局部细化算法. 最后, 静力学算例与柔性单摆模型分别验证了T样条薄板弹性模型的正确性, 以及T样条薄板单元在动力学分析上的精度和收敛性. 通过对受冲击柔性薄板的动力学分析表明, 本文所提出T样条单元及局部细化算法可以只在接触碰撞等应变剧烈变化的区域实现局部网格细化, 从而控制系统自由度数, 提高计算效率.      

基于余弦样条函数的有限点阵法

应用节点影响域的概念,提出了基于余弦样条函数的有限点阵方法.利用余弦样条函数的性质,通过张量积的形式构造余弦样条函数正则解空间,用于逼近场函数,余弦样条基的线性组合使得边界条件处理如同有限元法一样方便.余弦样条与边界型方法结合,可用于求解不规则域问题.数值实例的计算结果表明,文中方法避免了高阶多项式构造形函数所带来的数值振荡,解的连续性不受限制,为改进计算精度而加密点阵所导致的计算量增加量较少,计算收敛快.     

区间B样条小波薄壳截锥单元构造

利用区间B样条小波的尺度函数作为有限元插值函数,从轴对称壳的能量泛函出发,由变分原理导出了单元刚度矩阵和载荷列阵,构造了区间B样条小波薄壳截锥单元.区间B样条小波单元同时具有B样条函数数值逼近精度高和多种用于结构分析的变尺度基函数的特点.数值算例表明:与传统截锥单元相比,本文构造的小波单元具有求解精度高、单元数量和自由度少等优点.     

结构分析的样条函数方法

本文介绍了近几年来结构分析中的各种样条函数方法及其在工程中的应用,以及样条函数方法研究的新动态和笔者的最近研究成果。     

一维区间B样条小波单元的构造研究

基于区间B样条小波及小波有限元理论,提出了一种区间B样条小波有限元方法。传统有限元多项式插值被一维区间B样条小波尺度函数取代,进而构造形状函数和单元。与小波Galer-kin方法不同,本文构造的区间B样条小波单元通过转换矩阵将无明确物理意义的小波插值系数转换到物理空间。转换矩阵在小波单元构造过程中起到关键作用,为了保证求解的稳定性,转换矩阵必须非奇异。构造了以区间B样条尺度函数为插值函数的一系列一维区间B样条小波单元。数值算例表明,本文构造的区间B样条小波单元与传统有限元方法相比,在求解变截面,变载荷等问题时具有收敛快和精度高等优势;有效地丰富了小波有限元法单元库。     

非线性方程的求解—最优化样条函数康托诺维奇加权残值法

本文是得新提出的一种微分方程的新解法，最优化样条函数康托诺维奇加权残值法。来求解非线性微分方程。该法把优化理论引入微分方程的数值解法，揉最优化算法，加权残值法，样条函数法，康托诺维奇法于一体，具有精度高、收敛快、易于处理各种边界条件的优点，文中有基于原始微分方程的算例，对流体力学中Ｂｕｒｇｅｒｓ方程的成功求解，展示了该法的应用前景。     

一种区间B样条小波平板壳单元及应用

基于二维张量积区间B样条小波,构造了一种件能良好的小波平板壳单元．在小波单元的构造过程中,用二维区间B样条小波尺度函数取代传统多项式插值,在所构造的区间B样条平面弹性单元和平面Mindlin板单元的基础上组合而成．区间B样条小波单元同时具有B样条函数数值逼近精度高和多种用于结构分析的基函数的特点．数值算例表明：与传统有限元和解析解相比,构造的小波平板壳单元具有求解精度高,单元数量和自由度少等优点．     

区间B样条小波平面弹性及Mindlin板单元构造研究

基于二维张量积区间B样条小波及小波有限元理论,构造了一类用于分析弹性力学平面问题和中厚板问题的C0型区间B样条小波板单元。在二维小波单元的构造过程中,传统多项式插值被二维区间B样条小波尺度函数取代,进而构造形状函数和单元。与小波Galerkin方法不同,本文构造的区间B样条小波单元通过转换矩阵将无明确物理意义的小波插值系数转换到物理空间。区间B样条小波单元同时具有传统有限元和B样条函数数值逼近精度高及多种用于结构分析的基函数的优点。数值算例表明:与传统有限元和解析解相比,本文构造的二维小波单元具有求解精度高,单元数量和自由度少等优点。     

双5次B样条最小二乘法计算薄板的弯曲问题

本文根据B样条的性质构造了一个双5次样条基函数,把它作为加权残数法中离散型最小二乘法的试函数,分析和计算了板的弯曲问题。同时,文中也导出了几个计算中所需的5次样条基函数的系数矩阵。有了这些矩阵,对于各种边界条件的矩形板建立残数方程,既简单又方便。计算结果表明,5次B样条具有良好的力学性质,应用于板的计算中,具有计算量少、精度高等优点;且计算机程序设计简单编制容易。     

结构动力方程的样条精细积分法

结合精细积分法和样条函数拟合技术的优点,提出了求解结构动力方程的一种有效方法.首先对非齐次项用三次正规化B样条函数进行拟合,然后利用正规化B样条函数形状相同、仅相差一个平移量的特点,构造了一个高效的特解求解方法.按此方法只需求出一个标准B样条项所对应的特解,然后通过时间坐标的平移并结合叠加原理,即可求出任意时刻的特解值.由于特解计算中采用数值积分的方法,避免了矩阵求逆,因而本方法具有较大的适用范围.算例结果证明了该方法的有效性.     

样条子域法

作者在1981年文章[8]中,巳论述了样条子域法。本文简要地介绍样条子域法的基本原理及方法。这个方法是建立在三次样条函数、梁振动函数(或三角函数)及变分原理基础上。 所用的位移函数由一组二个三次样条函数乘积来表示,(或三次样条函数和梁振动函数乘积表达)。按变分原理,本文建立了适用于各种不同结构型式的边界条件的计算模式。样条子域法应用于规则区域的结构时,与有限元法相比,具有较高的精度,而且在计算机储存时间上,都较为经济。该方法易于在计算机上实现。     

非理想压杆稳定分析的样条函数法

采用样条函数构造的位移模式，出了非理想压杆稳定极限承载力及稳定平衡全过程的样条函数分析法。本方法可以考虑任意实际初始缺陷和材料弹塑性加卸载效应的影响。计算表明，本方法精度高，速度快。     

一种准确度高的土工测试数据拟合新方法

针对目前岩土工程土工测试数据处理方法的不足,给出了一种能够减少端点导数误差的三次样条拟合方法.三次样条函数拟合是曲线拟合的一个公认的较好方法,它具有很好的分段光滑性.但当端点的导数值无法精确得到时,会给样条拟合的准确性带来较大的影响.为了尽量减少这种误差的出现,本文提出先用多项式函数对前、后各一小部分测量数据点进行拟合后,再对函数求导,得到所需端点导数带入三次样条函数,最终得到更加准确的拟合结果.采用文中建立的拟合方法,对地基沉降实测数据进行分析,拟合结果表明本文方法的工程适用性强、拟合准确度高.     

加权残值法分析轴压圆柱薄壳后屈曲问题

本文首次应用了样条配点法分析了受到轴向压力的圆柱形薄壳的后屈问题,壳体的方程是L.H.Donnell的非线性正交异性圆柱形壳体方程,壳体的挠度试函数及应力函数试函数都是于轴向用了五次B样条函数基函数,周向用余弦函数。计算模型是周向为半个波长的壳块,可适应后屈曲实验变形跳跃现象。非线性代数方程组用了Newton—Rophson迭代法求解。由此所得的理论上的后屈曲曲线与国外近代实验相符。     

样条矩形单元

本文讨论了样条分段(分片)插值,给出了插值基函数的显式及B样条表达式,使得样条插值在局部单元上完成,并用于有限元分析,建立了样条矩形单元。用样条矩形单元求解问题对,可套用有限元的现成计算程序,处理各类边界条件及区域内部的约束条件,此外对于非均匀划分的单元网格,阶梯形边界形状的使用也较方便灵活。     

THE MESHLESS SOLUTION FOR BENDING ANALYSIS OF FUNCTIONALLY GRADED BEAMS

利用全局薄板样条径向基配点法分析了功能梯度梁的弯曲问题,径向基函数的形状参数对近似精度有很大的影响,而薄板样条径向基函数的形状参数选取比其他径向基函数要容易. 利用高阶剪切变形理论推导了控制微分方程,将该文的计算结果与已有参考文献中的结果进行了对比,以验证该文方法的精度.     

云纹图应变分析的计算机处理

本文将大变形理论用于云纹法的应变分析中,采用二维样条函数插值、拟合位移的分布,计算了应变张量的分布。用张力样条函数绘制了它们的等值线图。对非矩形域塑性成形问题,采用扩展延伸成为矩形域的方法进行处理,获得满意结果。