动态测试与边界元法相结合的模态振型参数识别

试验模态分析中,要获得完整的模态振型,需要在所有自由度方向都进行测量。为了减少测点数以及为了补足某些无法测量的自由度,本文提出用边界元法的解析关系来扩展动态测试的数据。这样,在进行试验模态分析时,就可以减少测点,增加数据平滑性,并且提高数据精度。经过仿真及实例,验证了方法的可行性。     

二维复合材料结构模态分析的边界元法

将边界元方法用于分析二维复合材料结构的自由振动模态，利用特解处理体积力（惯性力）仅需静态基本解就可求解问题，对一各向同性悬臂梁，用该法得到的结果与用有限元或各向性边界元法得到的结果符合得很好，但该法可解各向异性问题，对层状复合材料简支梁，用该法得到了数值结果与用一维层状复合材料梁的理论解的比较表明，当结构的长厚比大于２０时，二者符合得很好，当结构的长厚比小于２０时，一维层状材料梁的理论将产生很大的     

三维声学特征频率灵敏度分析的边界元法

声系统特征频率的灵敏度分析为其优化设计提供了基础,具有重要意义。边界元法在声学问题的求解中具有独特优势,但因其系统方程系数矩阵的频率相关性导致的非线性特征值问题给声学特征频率的灵敏度分析带来了很大困难。为此,本文首先对非线性特征值问题进行了线性化处理,利用围道积分投影方法将非线性特征方程转换为小规模广义特征方程,然后对其关于设计变量直接求导,并引入左特征向量和转换矩阵构造了一种适用于内外声场的三维声学单/重特征频率灵敏度分析的边界元法。数值算例验证了该方法的适用性,以及对单/重特征频率灵敏度的计算精度。     

边界元的模态综合技术

1 前言基于质量矩阵的边界元自由振动分析首先由Nardini D.和Brebbia C.A.于1983年给出.以后Ahmad S.和Banerjee P.K.于1986年做了类似的工作.边界元方法由于仅需要处理结构的边界信息,较之区域性方法有明显的优点,可以得到高的计算效率和精度.但由于边界元方法导出的系统方程,其系数矩阵为非对称的满阵,方程阶数较高时,求解费用大.为克服这一困难,可采用有限元中较为成熟的模态综合技术.为了使边界元动力方程解耦,引入了左特征向量和右特征向量,并在此基础上导出了     

应用边界元方法的正齿轮接触应力分析

本文应用边界元方法,采用在齿廓上按赫兹分布的载荷,直接计算了在接触区附近齿表面和齿体内的真实接触应力。并通过计算定量地分析了各齿轮参数及齿面摩擦对接触应力的影响。为高精度的齿轮设计、寿命预测和渗碳层厚度选择提供了可靠的依据。     

非线性大变形问题边界元分析的自校正方法

针对用增量法求解非线性方程解的漂移问题，在非线性问题边界元法计算中建立了自我校正方法，对在拖带坐标上建立的增量形式的基本方程，引入Ｌａｎｇｒａｎｇｅ校正因子，以全量形式的基本方程作为其辅助方程，在此基础上导出含校正项的边界积分方程，边界元自我校正方法的建立有效地保证了在非线性问题的计算中最终收敛在其解附近，提高了计算精度和运算效率。     

扁球壳的边界元几何非线性分析

本文从壳体位移的三个微分方程出发，采用付立叶积分变换的基本解，利用加权残值法推导了几何非线性边界积分方程。这种基本解的壳体边界元法类似于板的非线性边界元法，各种变量物理意义明确，能方便地处理各种复杂边界条件及有开口情况。文末算例说明本文方法的可行性、收敛性和精确性，并与二变量边界单元法或有限元结果相比较，吻合较好。     

用边界元方法分析复合材料中的裂纹问题

利用层状材料的广义Klevin基本解，建立了计算三维层状材料中的裂纹边界元方法。采用边界元方法中的多区域方法和能反映均匀介质中裂纹尖端应力场和位移场特征的面力奇异单元。裂纹的应力强度因子由裂纹面上的位移经插值计算得到。算例分析表明，本文建议的方法可以获得较高的计算精度。     

三维常数势边界元中的精确积分

对三维问题边界元方法中应用最广泛的常数边界元的积分提出一种精确积分方法。借助于一个假想的闭合曲面,将特定的势场应用于边界积分方程,发现对于三维问题,常数势项的积分可以化作球面三角型的面积计算,而导数项的积分则可在平面域用极坐标进行。本文方法结果精确,公式简单,同一计算公式可以用来计算非奇异、几乎奇异和奇异积分,统一了积分算法。     

大规模边界元分析的子域并行算法及其工程应用

为了扩大边界元多域分析的计算规模,对边界元子域并行算法进行了研究,针对不同的使用情况研制了不同的算法。算法引入分块技术以解决内存不足的矛盾,引入选主元或局部选主元技术以提高数值稳定性。特别是发展了多机一域算法,可以灵活解决不均匀子域划分的负载平衡问题。数值试验结果和实际工程应用都表明算法是有效的。     

AN IMPROVED MODAL ANALYSIS FOR THREE-DIMENSIONAL PROBLEMS USING FACE-BASED SMOOTHED FINITE ELEMENT METHOD

In this work, we further extended the face-based smoothed finite element method (FS-FEM) for modal analysis of three-dimensional solids using four-node tetrahedron elements. The FS-FEM is formulated based on the smoothed Galerkin weak form which employs smoothed strains obtained using the gradient smoothing operation on face-based smoothing domains. This strain smoothing operation can provide softening effect to the system stiffness and make the FS-FEM provide more accurate eigenfrequency prediction than the FEM does. Numerical studies have verified this attractive property of FS-FEM as well as its ability and effectiveness on providing reliable eigenfrequency and eigenmode prediction in practical engineering application.     

各向异性位势平面问题的规则化边界元法

基于转化域方程为边界积分方程的极限定理及一个新颖的基本解分解技术, 建立间接变量规则化边界积分方程, 它有效地避免了奇异积分的直接计算. 与已有方法比,该方法不将问题变换为各向同性的问题去处理, 因而无需反演运算, 也有别于Galerkin方法, 无需计算重积分. 可计算任意边界位势梯度, 而不仅限于法向通量. 针对椭圆边界的边值问题, 提交一种精确单元来描述边界几何. 数值算例表明, 所提算法稳定且效率高, 所得数值结果与精确解吻合较好.      

关于边界元方法中柯西主值积分的探讨

本文对边界元方法中的各类积分根据其奇异性作分类，并对主值积分的收敛条件、变量替换等进行了讨论，又给出了变替换附加项显式。文中提供的主值积分配项消奇术在边界元方法中是有普遍意义的。     

一种改进的模型缩聚方法

提出了一种改进的模型缩聚方法．针对Guyan法缩聚技术的不足之处作出改进,推导了相关公式．以平面桁架结构为算例,比较了改进方法与Guyan方法的模态计算结果．结果表明,改进的方法比Guyan 方法提高了精度．     

AN EFFICIENT PREDICTION METHOD FOR THE TWO-DIMENSIONAL COUPLED STRUCTURAL-ACOUSTIC ANALYSIS

A wave number method (WNM) is proposed to deal with the two-dimensional cou-pled structural-acoustic problem. Based on an indirect Trefftz approach, the displacement andthe pressure response are approximated respectively by a set of wave functions, which exactlysatisfy the governing equations and are independent of the size of the coupled system. The wavefunctions comprise the exact solutions of the homogeneous part of the governing equations andsome particular solution functions, which arise from the external excitation. The weighting coef-ficients of the wave functions can be obtained by enforcing the pressure approximation to satisfythe boundary conditions and it is performed by applying the weighted residual formulation. Theexample is computed by the WNM and the BEM. The results show that, the WNM can attainthe same accuracy and convergence as the BEM with less degrees of freedom. structural-acoustic, Trefftz-method,BEM,weighted residual formulation     

GENERAL BOUNDARY ELEMENT METHOD FOR NON-LINEAR PROBLEMS

In this paper the well-known non-linear equation f‴+½ff″=0 with boundary conditions f(0)=0, f′(0)=0 and f (∞)=1 is used as an example to describe the basic ideas of a kind of general boundary element method for non-linear problems whose governing equations and boundary conditions may not contain any linear terms at all.     

夹层板的复变边界元解法

本文用全纯函数表示微分方程△f(x,y)-λ(~2)f(x,y)=0的一般解,粮据全纯函数的Bekya积分表示法,建立了复数域内的边界积分方程并针对各种边界条件下Reissner型夹层板、Hoff型夹层板进行了数值求解。     

夹层板的复变边界元解法

本文用全纯函数表示微分方程△f(x,y)-λ(~2)f(x,y)=0的一般解,粮据全纯函数的Bekya积分表示法,建立了复数域内的边界积分方程并针对各种边界条件下Reissner型夹层板、Hoff型夹层板进行了数值求解。     

各向异性体内含任意孔洞对反平面波散射的边界元方法

本文借助于广义格林公式导出了用位移表示的各向异性介质中SH波入射时的边界积分方程.根据本文作者在文献[8]给出的基本解,求解了各向异性介质中孔洞对SH波的散射问题.边界积分方程的离散基于常数元模式.文中给出了一个圆柱、一个椭圆柱和两个椭圆柱形式的孔洞周围的位移场和应力场的数值结果.最后,对入射波频率较高时的情形作了说明.