用改进型广义协调元分析薄板的振动与稳定

本文在文献[1]和[2]的基础上,将改进型三角形广义协调元TGC-9-1应用于薄板振动和稳定分析中。推导出带有一个内部自由度(外部结点有九个自由度)的三角形板单元的协调质量矩阵和几何刚度矩阵。并通过算例表明,改进型广义协调三角形单元(TGC-9-1)具有良好的性态和更好的精度,程序简便。     

广义协调平板型矩形壳元

本文根据修正势能原理通过广义协调方法提出了一种列式简单的平板型矩形壳元ＧＣＲ２４。它在四个角点处各有六个自由度，总共二十四个自由度。作为一种极限协调元，单元的收敛性得到保证，并且不发生薄膜闭锁现象。通过标准问题的数值检验，表明本文提出的平板型矩形薄壳元是性能可靠、计算精度高的优质单元。     

厚薄板通用三角形广义协调元TCGC-T9的固有振动分析

研究了厚薄板通用三角形广义协调单元TCGC-T9的固有振动特性.通过编制程序,采用子空间迭代法求得不同板厚的前5阶固有频率值,并将计算结果与理论解和有限元软件ABAQUS的结果进行比较.结果表明:TCGC-T9单元在固有振动分析方面收敛速度快,数值稳定性好、实用性强(无需区分厚板和薄板).     

薄壳的低频振动

用奇异摄动理论给出了一般形状旋转薄壳的低频自由振动解。此时,本征模态在壳内是无矩的,在边界附近存在边界层。文中列出了全部可能的齐次边界条件下的求解步骤和结果。最后,给出了圆柱壳的数值算例。     

Wilson非协调元在温度应力分析中的应用

本文给出了将 Wilson 非协调元用于温度应力分析的理论推导及收敛条件.通过算例证明了采用线性单元计算温度,使用相应的非协调元计算位移和应变是一种好的匹配方案.     

旋转薄壳轴对称自由振动的转点问题

在用渐近法求解任意旋转薄壳(圆柱壳和球壳除外)的轴对称自由振动方程时,在一定的频率参数范围内,存在转点问题。其中,对于存在唯一简单转点的情况,至今未获解决。本文解决了这一问题。     

Wilson非协调元在温度应力分析中的应用

本文给出了将 Wilson 非协调元用于温度应力分析的理论推导及收敛条件.通过算例证明了采用线性单元计算温度,使用相应的非协调元计算位移和应变是一种好的匹配方案.     

截顶旋转薄壳轴对称超高频自由振动的奇异摄动解

旋转薄壳作轴对称自由振动的本征圆频率,在薄壳理论的精率范围内,最高只能求到量级ω～0(h-1/2),称为超高频,对应的本征模态在空间尺度上是快变的,变化指数为1/2。在时间尺度上是多重尺度的,在两端边界处存在着非完整的边界层,其频谱分为两个子系列,一个频率子系列所对应的本征模态是拟切向的,它们主要受面内边条件的影响,另一个频率子系列对应着拟法向本征模态,它们主要受面外边条件的影响。本文用奇异摄动方法得到以上结论,给出了在全部可能的齐次条件下的求解步骤,最后举了圆柱壳的数值算例。     

广义协调厚薄通用板单元的动力特性分析

推导了板的有限元运动方程,构造了单元刚度矩阵和考虑转动惯量的单元质量矩阵,并采用子空间迭代法计算了板的前几阶频率,分析了广义协调厚薄通用板单元ATF-PQ4a的动力特性,并讨论了转动惯量和剪切变形对固有频率的影响. 结果表明：ATF-PQ4a单元计算结果和理论解及有限元软件ABAQUS的结果比较吻合,说明在动力学范围内ATF-PQ4a单元能做到厚薄通用,满足工程需要.     

采用SemiLoof型约束条件的薄板三角形广义协调元

本文综合广义协调元和SemiLoof元的优点,消除其缺点,建立一个九自由度三角形薄板单元。单元自由度只含常规的角点自由度,不采用SemiLoof元还包含边点自由度的复杂作法。着眼于广义协调,克服了某些非协调元不能通过分片检验的致命弱点。采用SemiLoof型约束条件,即全部采用离散型(点型)协调条件,不采用广义协调元通常采用的积分型协调条件的复杂作法。从简便实用、高精度和收敛可靠进行全面衡量,本单元是同类低阶薄板单元中的最优单元。     

利用Ferguson曲面构造广义协调板单元

根据广义协调原理，首先利用Ｆｅｒｇｕｓｏｎ曲面构造出薄板弯曲单元，将中厚度板视为双向深梁，由Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏ理论拟合单元边界，利用Ｆｅｒｇｕｓｏｎ曲面的张量积性质，将薄板单元推广到中厚度板。数值结果表明此单元精度高，适应性强，且不出现剪切闭锁现象。     

圆柱壳大开孔的薄壳理论解

采用修正的Ｍｏｒｌｙ方程，以ρ０，Ｙ／Ｒ为小参数，对圆柱壳大开孔的边界条件进行渐近展开，得到了可适用于ρ０≤０．７，情况下的薄壳理论解。     

大挠度弯曲薄板的实用计算方法

在文献（１）的基础上，提出了大挠度弯曲薄板的两种实用计算方法，应用等价关系式的实用计算方法，应用广义无量纲物理量的实用计算方法，这两种方法适用于各种弹性模量和泊松比，比文献（２）的近似换算公式更精确。     

弹塑性球形薄壳在冲击载荷作用下的动力分析

通过曲面弯曲的等度量变换，给出了受冲击球壳的变形模态；接着，分别假定材料力弹性或刚塑性，基地能量守恒，得到了壳本和撞击体在运动过程中控制方程；最后，对所得到的控制方程进行了数值求工与实验数据作了比较，发展二者具有较好的一致性。     

具有弱界面特性叠层压电球壳的自由振动

针对具有弱界面的叠层压电球壳自由振动,引入两个位移和应力函数,从三维压电弹性理论基本方程出发建立了分别对应于两类振动形式的独立状态方程,并通过球面谐函数展开技术以及近似层合模型将其化为关于径向坐标的常系数状态方程.采用弱界面模型建立状态向量的界面传递关系,与层内传递关系得到球壳内外状态变量的整体传递关系.最后考虑球壳内外边界自由条件,得到了两类振动形式的频率方程.通过与已有精确解的比较验证了论文解的准确性,数值详细表明弱界面弹性柔性系数的大小对叠层球壳自振频率有较大影响,但弱界面导电性的高低对自振频率的影响不大.     

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．