将CAE引入力学教学

提出把计算机辅助工程(CAE)引入力学教学的思想. 说明了实施这种方法的原因、可能性和优越性. 阐述了把CAE引入力学教学中的3种途径：虚拟试验、虚拟验证和工程问题仿真. 教学实践表明该方法是贯彻理论联系实践教学原则的一种较好的方式.     

缆索吊装系统有限元分析中的滑轮单元

为精确模拟结构中的滑轮,建立了滑轮支承一段索的单元,它考虑了滑轮的半径. 该``滑轮单元'的中间节点在滑轮的中心,另两个节点为索段位于滑轮两侧的端点. 新单元通过自动调整索在滑轮两侧的长度,使单元达到平衡状态. 单元算法的推导基于有限元分析的基本原理,并利用了处于平衡状态时单元内力之间的关系. 介绍新单元的推导过程,算例验证了它的正确性,并显示了其在含有滑轮索结构有限元分析中的高效性和方便性.     

复合材料圆筒自由边效应的有限元分析

本文分析复合材料圆筒在内压作用下的自由边效应，讨论圆筒的叠层顺序对自由边应力的影响，预报最易发生边界脱层的界面．有限元分析结果表明：层间剪切破坏是该结构发生边界失效的主要原因，不同的叠层顺序可较大地影响自由边层间剪切应力，而大变形情况下线性有限元分析结果与非线性有限元数据相差较大，几何非线性的影响不容忽视．     

MATLAB在有限元教学中的应用与实践

 利用MATLAB在有限元教学中进行公式推导和程序编写, 可极大地降低学生掌握有 限元理论和进行程序设计的难度, 从而提高学习兴趣和效率. 另外, 利用MATLAB强大的图形 处理功能, 也可方便地进行有限元分析的后处理, 增加学生对计算结果的感性认识, 提 高教学效果. 经过几年的教学实践, 发现学生经过本课程后, 均具有独立使用MATLAB进行有 限元程序设计的能力.     

圆柱壳的非线性有限元分析及其并行求解

采取16节点曲线边等参元对圆柱壳的几何非线性进行有限元分析. 分析考虑了完全非线性运动关系以便预测在非线性区域的稳定平衡路径. 建立了基于广义非线性位移的有限元公式. 提出了基于全Lagrangian格式的非线性有限元分析的并行计算策略. 在集群环境下, 对圆柱壳的几何非线性分析进行了并行计算. 计算结果表明: 在集群环境下,所提并行算法具有良好的加速比和效率.     

在力学课程中进行双语教学探索

讨论了在力学课程中开展双语教学的现实意义及可行性,介绍了在力学课程中实施双语教学实践的全过程. 深入分析了探索中的成功与不足之处,提出了应该注意的问题及解决问题的方法.     

在普通力学课程中开展研究性学习的探索

讨论了研究性学习的内涵,给出了力学研究性学习的部分参考课题,通过教学案例归纳了研究性学习中的师生互动的6个步骤,并对教师的角色转变进行了分析.通过研究性学习的实施,学生学习力学的积极性得到了提高,创新意识和能力得到了增强.为在力学课程中开展研究性学习提供了重要的参考和借鉴.     

解析法解杆系拉(压)超静定问题

 阐述了几何法分析拉(压)超静定杆系变形相容关系存在的困难，提出了用解析法求解 超静定杆系的方法并给出了算例.     

材料力学方法分析接触问题的精度与梁理论的改进

讨论了材料力学经典梁理论与考虑横向剪切变形的铁摩辛柯梁理论分析接触问题的精度. 通过计入横向拉压变形效应改进铁摩辛柯梁理论, 获得了与完全三维分析吻合很好的结果. 对于细长梁, 如果仅计算提起段高度, 经典梁理论已经有足够的精度; 如果计算悬空段长度,需要采用铁摩辛柯梁理论; 如果计算接触应力, 则需要考虑横向剪切和拉压变形效应, 采用修正的铁摩辛柯梁理论.     

计算机辅助工程(CAE)及其发展

 CAD/CAM/CAE三者中，前两者概念较直观，CAE概念则是发展的，涵盖范围 广，比较灵活. 当前，CAE已由数值计算发展到仿真，并向CAD/CAM全面融合的虚拟现实拓 展. 随着有限元技术的成熟以及神经网络、遗传算法等智能算法的引入，计算机辅助工程分 析不仅服务于详细设计，而且支持总体方案设计. 基于产品研发过程，对CAE本身进行 了分析，全面阐述了CAE的目标、物理内容、算法，说明了有限元/人工智能在方案设计中 的应用. 对优化技术的发展历程进行了回顾，并展望了未来CAE的发展动向及若干重要问题.     

Plastic limit analysis of incompatible finite element method

This paper describes an incompatible finite element model satisfying the consistencycondition of energy to solve the numerical precision problem of finite element solution inperfectly plastic analysis.In this paper the reason and criterion of the application of themodel to plastic limit analysis are discussed,and an algorithm of computing plastic limitload is given.     

齿轮精密锻造三维有限元分析

开发了齿轮精密锻造三维有限元分析软件系统 ,采用三维弹塑性大变形有限元分析方法 ,分析了精密锻造过程的力学响应 ,获得上模、精锻齿轮和下模应力与变形的详尽信息。     

Plotting isoclinics for hybrid photoelasticity and finite element analysis

Displacement-based finite element method formulations are coupled with stress-based photoelasticity analysis. As the stress field is discontinuous at the interelement boundaries, the introduced smoothing procedure enables the generation of high-quality digital images acceptable for hybird experimental-numerical techniques. The proposed methods are applicable for the analysis of static and dynamic results of experimental photoelasticity.     

组合单元法在砂井地基有限元分析中的应用

针对砂井地基的平面应变有限元分析,本文首次将组合单元法引入到砂井地基的分析中,提出砂墙组合单元。该单元对常规等参元进行改进,在单元内部同时考虑砂井的涂抹作用和井阻作用,从而克服了常规有限元法在计算砂井地基时单元数和节点数过多的缺点。将砂墙组合单元加入USAP有限元计算软件,工程算例分析结果表明：与已有的各砂井地基的平面应变解答和荷兰的基础工程有限元分析软件PLAXIS相比,解答合理并有效地考虑砂井的涂抹作用和井阻作用;与常规有限元法相比,在保证计算精度的前提下,减少了可观的单元数和节点数,降低了计算的工作量。     

基于等几何分析的比例边界有限元方法

提出了一种具有比例边界有限元的半解析特性和等几何分析的几何特性的新方法。该新方法是在比例边界有限元框架中用NURBS曲线或曲面精确描述域边界几何形状,同时域边界位移场采用描述几何形状的NURBS形函数等参构造。这种新方法具有比例边界有限元固有的径向解析特性和NURBS的高阶连续性的优点。数值算例显示,与传统的比例边界有限元相比,基于等几何分析的比例边界有限元方法提高了域边界单元和域内应力场的连续性,减少了计算自由度。应用此方法可以用较少的计算自由度获得更高连续阶和更高精度的位移、应力和应变场。     

理性有限元

提出了与常现有限元迥然不同的理性有限元列式。其方法论的差别在于理性有限元充分考虑了力学的微分方程，用方程的解来逼近单元内部场．即以力学的需求为主导，再用相应的数学方法推导。并用理住平面四边形元RQ4为典型予以表述。数值结果表明理性有限元的优越性质。     

A smeared / layered reinforced concrete model for finite element analysis

A new reinforced concrete model, in which the reinforcement steel is assumed as smeared / layered in concrete, is established and installed into a currently used finite element code for nonlinear analysis. It performs the nonlinear behaviors of both concrete and the reinforcement steel. The results of examples are in good agreement with the experimental data.     

应力三轴度的有限元计算修正

对某高强度钢制成的光滑圆棒和缺口圆棒进行了系列准静态拉伸实验,采用ABAQUS对每个试 件进行了数值模拟,得到了该材料的真实应力应变曲线,拟合出了J-C本构模型和失效模型的部分材料常数。 最后,对该高强度钢制成的平板进行了撞击实验,并用得到的J-C模型对平板撞击实验进行了数值模拟,计算 结果与实验结果吻合很好,证明利用数值模拟并修正应力三轴度的方法是可行的。     

金属板料成形的快速有限元分析

研究了基于形变理论的金属板形成快速有限元分析的方法－反向方法,并实现了计算程序。通过实例的计算结果和实验以及增量方法进行了比较,表明此方法能够定性地分析成形工件中的变形情况。由于计算速度快、建立分析模模型简单,此方法可用于设计早期估计零件的可成形性,以及部分工艺参数对形的影响。     

薄膜横向振动的有限元分析

构造了一种3节点三角形膜单元,以适用于平面薄膜横向振动的有限元分析.在给出单元形函数的基础上,根据最小势能原理建立了薄膜自由振动方程,并推导了单元刚度矩阵和单元质量矩阵.研究结果表明,单元刚度矩阵和单元质量矩阵形式简单,且自由度少;通过两个典型算例,证明3节点三角形膜单元的计算结果非常接近理论解,同时可以达到很高的精度...