Reissner板问题的有限元广义混合法

用一般弹性体的广义混合变分原理,导出了适合Ｒｅｉｓｓｎｅｒ板弯曲问题的广义混合变分原理及其有限元广义混合法。算例说明,该有限元模式的刚度可以改变,比常规位移法的精度高,同时还能克服常规Ｒｅｉｓｓｎｅｒ板位移元用于计算薄板时所出现的“剪切自锁”现象,计算结果稳定,最后分析该法能够克服“剪切自锁”现象的原因。     

用有限元广义混合法分析不可压缩或几乎不可压缩弹性体

不可压缩或几乎不可压缩问题在数学上表现为最小 势能原理中的某些项趋于无穷大,使得有限元方程产生病态。本文给出了不可压缩或几乎不可压缩弹性分析的广义混合变分原理,以此为基础建立了该类问题的有限元广义混合法。该变分原理的泛函中不含有上面这种奇异项,故其有限元方程不会产生病态。算例表明该有限元法可以同时进行可压缩、不可压缩或几乎不可压缩弹性分析,且精度良好;有限元常规位移法及Hermann法是该法的特例。     

参变量变分原理求解土的变形模量与压缩模量间的关系

运用参变量最小势能原理推导了弹性及塑性状态下的土的变形模量与压缩模量间的关系,认为两者比值与土的内摩擦角φ、泊松比μ及粘聚力c等土性指标有关.提出了塑性影响因子α及临界应力p*的概念,指出当试验时土体应力大于土体的临界应力值时,变形模量与压缩模量的理论关系式应引入塑性影响因子α,从而克服了以往基于弹性理论得出的变形模量理论值远小于试验值的不足.     

弹性力学广义混合变分原理及有限元广义混合法

近些年弹性力学中出现一种新型的变分原理,称为广义混合变分原理.特点是其泛函中包含某些可以任意选择的附加函数,称为分裂因子.新原理将弹性理论中现有的各主要变分原理都统一在一个框架中,并揭示出它们之间更深一层的相互关系.在应用方面,它提供了一个新的数学手段以建立有限元分析中的新模式.这些新模式已经显示出它们的优点:适当调节分裂因子,它们给出更好的数值解答,特别是,可用它们来处理有限元方法中棘手的病态问题.本文综述了线性及非线性弹性理论中的这种新型变分原理并就其在有限元中的应用作了讨论.     

结构分析中的退化壳有限元方法

本文评述了退化壳有限元的现状和发展．首先简要介绍了平板壳有限元和以壳体理论为基础的曲壳有限元,接着介绍了单变量（位移型）退化壳有限元的研究现状,最后介绍了多变量（杂交、混合、拟协调和杂交／混合型）壳有限元．     

复固有频率问题的模糊变分原理

模糊变分原理是模糊有限元重要的理论基础之一,模糊有限元的研究已经比较成熟了,然而关于模糊变分原理的研究却非常少.为研究复固有频率问题的模糊变分原理,首先介绍了一些模糊数学的概念,之后推导了非保守系统的拟Hamilton变分原理.接着通过将模糊参数引入到拟Hamilton变分原理,推导了复固有频率问题的模糊变分原理.作为模糊变分原理的应用,又推导了模糊有限元法.该方法可以直接得到问题的模糊解.与传统的模糊有限元方法相比,它避免了先将模糊参数转化为区间形式求解,之后再由区间解构造模糊解的过程.因此,该方法可以很大程度上减少计算量.最后通过数值算例表明了所提方法的可行性.     

On the method of Lagrange multiplier and others

The fundamentals for the correct use of the method of Lagrange multiplier are presented and illustrated by examples. Some misunderstandings of the method are clarified. Equivalent variational principles are defined. It is pointed out that for a given problem of mechanics, there may be many equivalent and unequivalent variational principles. The functional of the so called generalized variational principles of elasticity with more general forms^[16] are linear combinations of the well known functionals given by Reissner and Hu-Washizu.     

薄板弯曲问题的P型杂交解析有限元方法

本文采用两套变量构造有限元试函数空间，在单元内部要求试函数精确满足平衡微分方程，在单元边界上对位移和转角分别用Ｐｅａｎｏ升阶函数插值，然后利用广义变分原理建立了一种薄板弯曲问题的Ｐ型杂交解析有限方法，与常规有限元法相比，该方法不心进行过细的网格剖分，通过增加单元插值多项式的阶数Ｐ来提高精度，此外，该方法还具有积分计算只需在单元边界上进行、单元钢度矩阵和载荷向量具有嵌入结构、协调程度可以自动控制等优     

P-version hybrid analytical finite element method for plate bending problems

Two sets of trial functions with different variables are constructed for the admissible space of the finite element analysis. The trial functions satisfy the equilibrium differential equation inside elements, while the deflections and rotations on the edges of the elements are approximated by the Peano hierarchical interpolation functions. Then, a generalized variational principle is applied to set up the p-version hybrid analytical finite element method for plate bending problems. The accuracy of finite element computation can be improved by increasing the order of the interpolation polynomials with fixed mesh. In the finite element formulation, to obtain the stiffness matrices and the load vectors, it is only necessary to perform quadrature over the edges of the elements. These matrices and vectors possess an embedding structure. The conformability between the elements can be controlled automatically.This work is supported by the Natural Science Foundation of China and the Aeronautical Science Foundation of China.     

平面弹性外问题的等价的直接变量边界积分方程

用变分法证明平面弹性力学外边值问题的正确提法。在此基础之上,确立外问题的等价的直接变量边界积分方程。对传统的惯用的直接变量边界积分方程进行了深入的讨论,表明它与原边值问题不等价。     

无单元法求解正交各向异性板自由振动问题

无单元法是一种新出现的数值方法.本文对无单元法的数学基础-滑动最小二乘法进行了详细的研究,推导了无单元法的形函数,并对一些关键问题,如权函数的选取,正交基函数,边界条件,数值实现方法等得出了研究结论.用无单元法研究了正交各向异性板的自由振动问题,由动力学变分原理和滑动最小二乘法导出了正交各向异性板的无单元法质量矩阵和刚度矩阵,编制了相应的计算程序,通过计算实例验证了该方法的有效性.     

PARAMETRIC VARIATIONAL PRINCIPLE BASED ELASTIC-PLASTIC ANALYSIS OF HETEROGENEOUS MATERIALS WITH VORONOI FINITE ELEMENT METHOD

The Voronoi cell finite element method (VCFEM) is adopted to overcome the limitations of the classic displacement based finite element method in the numerical simulation of heterogeneous materials. The parametric variational principle and quadratic programming method are developed for elastic-plastic Voronoi finite element analysis of two-dimensional problems. Finite element formulations are derived and a standard quadratic programming model is deduced from the elastic-plastic equations. Influence of microscopic heterogeneities on the overall mechanical response of heterogeneous materials is studied in detail. The overall properties of heterogeneous materials depend mostly on the size, shape and distribution of the material phases of the microstructure. Numerical examples are presented to demonstrate the validity and effectiveness of the method developed.     

非饱和多孔介质有限元分析的基本控制方程与变分原理

本文在对问题研究现状进行阐述的基础上较系统地给出了骨架可变形非饱和多孔介质的全耦合分析模型,模型中考虑了孔隙气体、水(油)流动对介质力学性能的影响,多孔介质的饱和度、渗透系数与毛吸压力的关系.由实验给出,所导出的控制方程以固体骨架的位移与孔隙流体压力为基本未知量.由于问题的非自共轭特征,文中构造了非饱和介质动力问题的参数变分形式,并在此基础上给出有限元离散方程.     

THE OPTIMAL CONTROL VARIATIONAL PRINCIPLE AND FINITEELEMENTS ANALYSIS FOR VISCOPLASTIC DYNAMICS

I.Viscoplastic-DynamicsConstitutiveRelationThestructurematerialwouldarisesimultaneouslytheelasticity,viscosityandplasticityindynamichighstraincondition.Atpresent,theovcrstressmodel,viscoplasticitymodel,quasi-linearconstitutiverelationtheoryandintrinsicvar…