超元矩阵的波前算法与在结构分析程序系统中的实现

本文根据[1]提出的超元矩阵方法,建立了超元矩阵的多级赋址方案和与Cholesky解法相结合的波前算法,简述了程序设计的有关问题。通过航空结构分析系统Ⅰ型(简称HAJIF-Ⅰ)的应用表明[2],它是一种计算效率高、通用性强、程序设计和数据组织简单的方法。最后,两种飞机的应力分析作为算例给出。     

轴对称组合弹性体初应力分析(超元法)

一、形成超元刚度矩阵的递推公式 如图1(a)所示,将弹性体的所有节点分割成1,2,3三个区域。设1,2,3区节点的位移矢量依次为{U_1},{U_2}和{U_3},相应的载荷矢量为{P_2},{P_2}和{P_3},且{P_2}=0,则以1,3区节点为边界节点的超元刚度方程为     

局域共振型声子晶体板缺陷态带隙及其俘能特性研究

设计了一种由圆柱形散射体嵌入环氧树脂基体而组成的周期阵列局域共振型声子晶体板结构,分析了其平直带区域以及缺陷态的能量集中特性,并研究了其振动能量采集特性.首先基于超元胞法结合有限元方法分析了5×5完美声子晶体结构和缺陷态声子晶体结构的能带曲线和能量传输特性;考虑点缺陷局域共振声子晶体结构的能量集中特性,利用压电材料代替...     

一种高效率弹塑性有限元分析新方法：增量杂交／混合修正弦线模量法

本文在文献[1]给出的放松应力增量平衡约束的修正余能广义变分原理基础上,提出一种高效率的弹塑性有限元分析的新方法——增量杂交/混合修正弦线模量法。该法保持了文[1]方法的全部优点,而在迭代过程中,依据材料的单向拉伸应力—应变关系,不断改变过渡区和塑性区单元柔度矩阵和塑性矩阵中的弹性模量;并在体积压缩模量不变假设下,相应地改变过渡区单元矩阵中的泊松系数。从而大大降低了迭代收敛次数和单刚计算量,提高了多类变量弹塑性有限元分析的计算效率和收敛精度。     

储液罐的动液压力影响矩阵

本文作者曾研究拱坝(水库上游边界无限)的抗震分析问题(见参考文献[2])提出一种实用的动水压力影响矩阵方法。本文将此动水(液)压力影响矩阵方法适当地做了修改,使之适用于储液罐(边界为有限)的抗震分析;在此法中考虑表面波的影响待进一步研究。     

弹塑性杂交/混合有限元法与实施

本文提出两种结构弹塑性分析的有限元方法——杂交/混合非协调元法。该法采用场变量分解,文[1]对增量形式的杂交应力元能量泛函进行修正,简化了高阶矩阵的求逆运算,从而提高了多变量非线性有限元分析的计算效率和收敛精度。文中按文[2]给出的第二种能量泛函的修正形式建立了弹塑性平面问题中的杂交/混合非协调四边形单元。最后给出算例,并与实验解及文[3]解进行比较。表明该方法分解弹塑性问题是十分有效的。     

层状地基轴对称问题的Mindlin解

本文在文献[1]的基础上,对层状地基应力和位移的计算方法做了一些创新的工作。首先作者提出求解传矩阵的逆矩阵的简便公式。并在应力、位移的计算上,对荷载作用面上下分别采用二种不同的传递矩阵。加快了计算速度,避免了层状体系计算中常见的溢出问题及大数减大数造成的计算困难。     

拟协调分层薄壳单元在圆柱薄壳结构弹-塑性分析中的应用

本文基于拟协调元的基本原理,引入薄壳分层子单元的概念,提出了用于圆柱薄壳结构弹-塑性分析的三角形和矩形拟协调分层圆柱薄壳单元的模型,给出了第k层薄壳分层子单元的弹-塑性矩阵和物理矩阵[D~(k)]的表达式,并最后给出了整个薄壳单元的物理矩阵和刚度矩阵的表达式。 根据上述原理和方法用Fortran语言编制了圆柱薄壳结构弹-塑性有限元分析程序,实例计算与实验结果较为吻合,从而说明用本方法进行圆柱薄壳结构的弹-塑性分析是可靠而行之有效的。     

高精度的简单矩形板弯曲元素用于稳定性及振动分析

本文将文献[1]的高精度的简单矩形板弯曲元素用于薄板的稳定性及振动分析。利用该文构造的位移插值函数,采用一致法,具体推导了三种典型载荷作用下元素的几何刚度矩阵以及质量矩阵.实例计算结果表明,文[1]元素用于稳定性及振动分析时,与用于静力分析时一样,收敛较快、精度较高。各例的计算误差均要比目前仍常用的 ACM 元素小得多.     

论准牛顿法与修正的割线牛顿法的关系

一、引言在最近几年中,提出了介非线性问题的几种新方法。迄今为止,准牛顿法(以下简称QN法)[1—6]、割线牛顿法[7,8]及修正的割线牛顿法(以下简称为MSN法)[9]被认为是最有效的。所有这些方法都是矩阵修正法。QN法出自于Davidon的想法,即在每次迭代后以简单形式修正刚度矩阵[K],而不是象牛顿法那样完全重新计算,也不象修正的牛顿法那样不予修正。割线牛顿法与MSN法是进一步的矩阵修正法,此时刚度矩阵的修正不必以     

大规模动力系统改进的快速精细积分方法

提出一种针对大规模动力系统的改进的快速精细积分方法（FPIM）。以精细积分方法为基础,利用大规模动力系统矩阵的稀疏性和动力问题的物理特性,分析了矩阵指数的特殊结构,并基于此给出一种计算大规模动力系统矩阵指数及其动力响应的高效率方法。     

关于精确结构静力重分析法的注记

结构重分析是与结构优化设计紧密相关的分析环节。位移约束条件、载荷与单元刚度矩阵可修改的精确结构静力重分析是较新的一种方法，文献[1,2]提出其结构静力重分析的列式，这一重分析方法被多篇综述文章引用。本文从另一角度推导结构修改的基本方程，并给出广义柔度矩阵的简便可行算法，推导过程简单明了，力学意义明显。     

重根特征向量导数计算的直接扰动法

1 引言特征导数计算方法在结构工程和控制工程中有着广泛的应用.这方面的文献已不少了,文[1]是较早探讨这类计算方法的文献之一.文[1]只适用于非重根情况,且又无法利用有限元矩阵的稀疏、带状特点提高计算效率.文[2]首次提出了一种特征向量导数的简化计     

用有限元法求解轴压加筋板的几何非线性稳定性问题

采用非线性有限元分析加筋板的几何非线性弹性稳定性问题。根据 Von Karman 大挠度板理论以及文献[1]所提出的方法,考虑了加筋偏心的影响,获得了非线性有限元分析所需的平衡方程和增量方程。为了提高编制程序和数字计算的效率,刚度矩阵均写成统一的形式。当板屈曲时,为了克服 Jacobi 矩阵的奇异性,采用了位移控制解法和修改的 Riks 方法。据此编写了计算机程序,分析了梁、板的大挠度以及轴压加筋板的几何非线性弹性稳定性问题。计算结果表明了所提出方法的正确性。     

反向Qm6非协调元

为通过强式分片试验,Qm6单元对Q6单元非协调部分的[G]矩阵进行了特殊的计算处理,但抗畸变性能下降,本文提出对有关处理反向进行,以恢复甚至提高抗畸变性能。分析了Qm6单元的原理,指出其实质是修改雅可比矩阵[J]的伴随矩阵[J*],在非协调部分[G]矩阵的计算时,把[J*]看成可变量,由Qm6的对应点向Q6方向进行反向搜索,查找有利的计算点。进行了典型和苛刻的算例测试,结果表明反向调整是有效的,调整系数取镜像值-1以及扩展到-2时,新单元的抗畸变性能优于原Q6和Qm6,其中取-2对消除剪切闭锁是最优点;除弱式分片试验外,总体性能和精度接近各类4节点四边形单元的最好水平。由于方法和原理简便,实现以及推广到三维问题都有显著优势。     

单支开口薄壁梁屈曲分析的Riccati有限条传递矩阵法

针对单支开口薄壁梁屈曲问题,通过采用半解析有限条法推导薄壁梁的条元控制方程、传递矩阵基础形成单元传递方程、Riccati变换改善数值计算稳定性,提出了开口单支薄壁梁屈曲分析的Riccati有限条传递矩阵法。为了验证该方法的正确性与高效性,通过提出的Riccati有限条传递矩阵法和有限元法分析了一般支撑条件下两种不同截面形式的薄壁梁屈曲临界载荷与屈曲模态,计算发现两种方法的结果具有很好的一致性,且与传递矩阵法相比,Riccati有限条传递矩阵法数值稳定性好。因此,Riccati有限条传递矩阵法可计算广义边界条件的薄壁结构屈曲问题。     

多体系统传递矩阵法研究进展

作为一种多体系统动力学新方法, 多体系统传递矩阵法由于其无需系统总体动力学方程和快速计算的特点, 已被广泛用于各种多管火箭、自行火炮、舰炮等复杂大型机械系统动力学分析与设计. 本文介绍了该方法的研究进展, 包括: 线性多体系统传递矩阵法、多体系统离散时间传递矩阵法、二维系统传递矩阵法、受控多体系统传递矩阵法、多体系统传递矩阵法和通常动力学方法的混合方法等, 给出了该方法解决自行火炮、多管火箭武器多体系统动力学的重大工程应用实例.      

基于控制响应的时变系统模态参数辨识的改进子空间方法

提出了一种基于系统控制信号激发的响应数据来辨识时变系统模态参数的改进子空间方法。该方法以系统控制响应信号建立系统的状态空间输出方程并构造了一个广义Hankel矩阵,通过对该矩阵做奇异值分解(SVD),用广义能观阵的估计代替输出矩阵,然后利用奇异值矩阵的正交性,有效地降低了噪声敏感性和计算量,从而容易地辨识出等效状态下的系统矩阵,最后采用转换矩阵辨识出时变系统的模态参数。通过理论分析、仿真和实验,讨论了不同信噪比对辨识结果的影响,验证了该方法的有效性。     

单元矩阵的自动生成

本文对计算单元矩阵的过程进行了仔细地分析,根据运算中的特点,提出了一种自动生成单元矩阵的方法。根据该方法编制的计算程序,经过例题检验表明准确可靠。由不同的插值函数和单元几何形状,即可导出各种单元矩阵,将其与总体分析程序接口,可完成不同问题的有限元法数值分析。     

矩阵摄动理论在六轴机车横向运动稳定性分析中的应用

本文提出了一种分析机车横向运动稳定性的方法,即利用复膜态的矩阵摄动法来计算临界速度,该方法避免了反复计算矩阵的特征值从而可节约大量的计算时间,对矩阵摄动法计算精度的研究结果表明,该方法的的精度是足够的。