刚塑性有限元体积可压缩法的简化形式

基于传统的刚塑性有限元体积可压缩法中一直忽视了等效应变速率ε的矩阵表达式可进一步简化，本文运用矩阵运算方法简化了等效应变速率的矩阵表达式。并结合刚塑性可压缩材料的变分原理，导出了刚塑性有限元体积可压缩法的简化计算格式     

薄壁弯曲结构有限元计算精度研究

基于h-p型有限元精度计算法,以薄壁弯曲结构为研究对象,系统地介绍了实体单元常见的分类方法及优缺点;通过理论公式推导了薄壁弯曲结构发生弹性和弹塑性变形时的位移和应力理论解;采用有限元法计算数值解,研究了影响有限元计算精度的因素和规律,并用算例证实了研究结果的合理性。研究结果表明:当单元类型、积分方式、阶次、长高比相同时,只有1层实体单元情况下得到的计算误差总是大于多层单元;只要严格控制单元长高比为1左右,单元层数不小于4层,采用一阶全积分六面体单元就可以控制位移及应力误差在5%以内;当采用一阶减缩积分六面体单元,只需2层单元就可以控制弹性位移误差在1%左右,但此时应力误差达30%以上,对于塑性变形,单元层数达6层时其位移误差仍达8%以上;对于二阶六面体及二阶四面体单元,只需2层单元,且不需严格控制单元长高比为1左右就可以使位移及应力计算误差在5%以内。     

剪切弯曲下短深梁位移数值计算精度的研究

分析了短深梁位移的基本解，评述了有限元解法中关于高次分布力简化为节点力的问题。使用虚功原理和位移线性插值推导了满足二次分布力作用的精确节点力分配公式。通过矩形截面悬臂梁自由终端受集中载荷的算例，阐明了提高短深梁位移计算精度的途径。     

超塑性恒压充模胀形过程各力学量场的影响因素及影响规律

采用刚粘塑性有限元法模拟了超塑性恒压充模胀形过程，分析了应变速率敏感性指数ｍ、厚向异性系数Ｒ、初始板厚、界面摩擦等因素对应力、应变和应变速率等力学量场的影响；通过对铝合金ＬＹ１２ＣＺ板料的相应实验对模拟结果进行了验证     

从矩阵位移法看有限元应力精度的损失与恢复

矩阵位移法在计算杆端力时须叠加一个“固端力”项,而在有限元法中结点（应）力是直接对位移求导获得的,丢失了“固端力”一项,致使应力的精度大为下降．其实,对于一维有限元,同样可以对结点力叠加一个“固端力”项,使结点内力的精度与位移不相上下,而且这一做法几乎可以直接推广到半解析的有限元线法的二维问题中．本文简要介绍这一最新研究的思路、做法和一些初步的数值结果．     

几何精确NURBS有限元中边界条件施加方式对精度影响的三维计算分析

非均匀有理B样条(NURBS)有限元法把计算机辅助几何设计(CAGD)中的NURBS几何构形方法与有限元方法有机结合起来,有效消除了有限元离散模型的几何误差,提高了计算精度。但是由于NURBS基函数不是插值函数,直接在控制节点上施加位移边界条件会引起较大误差。本文详细讨论了NURBS基函数的插值特性,在NURBS有限元分析中采用罚函数法施加位移边界条件,提高了收敛率和计算精度。结合典型三维弹性力学问题,对两种施加位移边界条件的方法进行了对比和分析。计算结果表明,直接施加位移边界条件会导致收敛率和精度的明显降低,而基于罚函数法的NURBS有限元分析则能达到最优收敛率,并具有更高的精度。     

以有限元方法为主体的计算气动热力学

计算气动热力学是一个新的领域,它是航天技术发展的产物,同时它又对航天技术的发展起了很大的推动作用.本文论述了航天器与气动热力学,计算气动热力学与有限元法,有限元法与气体-热-结构三位一体化以及计算气动热力学的前景.     

有限元应力计算结果改善处理的一种实用方法

用有限元法进行数值模拟时,针对刚度相差较大的材料组成的构造,如何对其应力计算结果进行改善处理,以合理地反映客观实际,本文提出了一种简单实用的处理方法,并通过实例证明了该方法的合理性.     

计算液体晃动ALE网格速度的高精度方法

利用自由液面曲率参量,在传统求解方法基础上对相应结点网格速度引入修正,以提高计算精度.域内网格速度计算,由传统线性关系改用分段函数表达,以保证网格剖分的质量. 将二维矩形贮箱内流体晃动问题作为算例,求解激励响应结果并与已有物理实验进行对比,二者符合较好.     

基于结构化网格的导管螺旋桨敞水性能计算和艇桨干扰分析

本文采用结构化网格建模求解RANS方程,建立了导管桨和艇桨组合体的水动力性能数值计算方法.计算中以JD75简易导管与Ka4-70螺旋桨组合的导管螺旋桨及其与SUBOFF艇体模型的组合体为研究对象,利用RNG k-ε湍流模型封闭RANS方程得到控制方程.通过滑移网格方法计算了导管桨敞水性能,然后将该桨置于全附体SUBOFF潜艇模型后,计算螺旋桨与主艇体间的干扰特性,文中对流场等结果进行了分析比较.     

连铸板坯热轧中角部裂纹变化的研究

采用有限元方法对轧件角部横向和纵向裂纹在多道次立-平轧制过程中变形行为进行了模拟,分析了裂纹的闭合与扩展行为．结果表明:采用平立辊,裂纹很好闭合,但变形程度大,可能延伸和往轧件顶面移动,对角部横向裂纹,裂纹尖端节点往外扩散,对三角形横向和纵向裂纹,裂纹可能发生折叠;采用孔型立辊,立轧后,轧件裂纹很好地闭合,平轧后,横向和侧面纵向裂纹可能被拉开,顶面纵向裂纹闭合较好,只有三角形横向裂纹可能发生折叠．     

2—D问题条形传递函数方法与有限元法的分区耦合

将条形传递函数法(SDTFM)和有限元法(FEM)结合起来,给出了一种求解弹性2-D问题的新方法.该方法通过把二维求解区域分解成多个子区域,利用SDTFM建立矩形子区域(超级单元)基于边界结点的刚度矩阵和结点力矢量,而对于其它几何形状的子区域则用有限元法建立刚度矩阵和结点力矢量,从而将SDTFM推广到了任意几何形状的平面区域,克服了SDTFM只能用于规则几何平面区域的不足.与单纯用有限元法求解相比较,本文方法具有划分单元少、求解速度快、计算精度高等优点,特别在求解高梯度应力时,显示极大的优势.     

三辊轧制过程中的大变形有限元分析

采用基于Ｕ．Ｌ．法的三维弹塑性大变形有限元分析,创立了孔型函数与产品断面形状设计的一体化分析模型,深入分析了无缝管三辊减径时在近似椭圆孔型约束下单道次轧制时瞬态应变场,在微机工作站上实现了大型有限元分析及图形动态显示,为产品工艺参数和辊面孔型设计提供分析依据。     

圆钢高精度冷连轧的理论解析

利用主应力法推导出圆钢高精度冷连轧的轧制力理论计算公式，计算结果与实验结果相比较，两者吻合较好。该解析解可在工程上推广应用。     

A comparative study on algorithms of boundary element solution for free torsional vibration of bodies of revolution

In this paper the functionu=rsin in cylindrical coordinates (r,,z) is introduced into the equation for free torsional vibration of bodies of revolution (where=v / r represents the angle of twist). With the static fundamental solution (–1 /R) a mixed BEM / FEM equation is derived. The domain integral term in the equation is discretized by Serendipity elements instead of commonly used constant value finite elements in the literature. The equation is an algebraic eigenvalue one. The dynamic fundamental solution (e ^1R /R) is also used for deriving the other mixed BEM / FEM equation. An appropriate iterative solution procedure is described. An algebraic eigenvalue equation can be obtained and its solution accuracy is almost interior meshing independent. A number of examples are studied. The results show the good economy and high accuracy of the algorithms proposed.The Project is Supported by National Natural Science Foundation of China.     

子午线轮胎驻波现象和临界速度的有限元分析

利用ABAQUS软件建立了较完整系统的轮胎驻波现象的有限元模型和分析方法,包括充气、加载、匀速滚动和加速滚动过程的有限元分析以及确定轮胎驻波临界速度的Euler描述和表征的方法.由此得到的轮胎驻波临界速度与试验值吻合较好.着重分析了载荷、充气压力对临界速度的影响,结果表明,增大充气压力会显著提高临界速度,而载荷的影响则可以忽略不计.     

薄宽带钢倾斜浪板形屈曲变形的解析研究

薄宽带钢的倾斜浪是一种产生机理与解决对策都未知的板形缺陷。本文通过有限元仿真结合现场实测分析提出了一种倾斜浪产生机理的新解释,并且基于艾利应力函数和S. Timoshenko最小功原理建立了倾斜浪前屈曲变形的力学模型和计算方法,获得了其前屈曲应力场分布的表达式;运用伽辽金虚位移原理解法获得了其临界屈曲载荷;推导建立了薄宽带钢倾斜浪的后屈曲摄动求解方法,计算获得的后屈曲模态和有限元计算获得的瓢曲模态符合良好。研究结果可为板带材轧制过程中倾斜浪及其倾斜角度的预测和控制提供理论依据。     

A METHOD OF ASSESSING THE EFFECTS OF ARTIFICIAL DISSIPATION IN NAVIER–STOKES CODES

A new method of estimating the extent of the artificial dissipation effects in any solution obtained with a Navier–Stokes flow solver is described. Rather than recalculating the flow on a more refined grid, the solver may be used on the same grid to calculate the flow of an ‘artificially dissipative fluid’, which is a fluid having dissipate properties which arise entirely from the solution method itself. This is done by setting the viscosity and heat conduction coefficients in the Navier–Stokes solver to zero everywhere in the flow, while at the same time applying the usual boundary conditions at solid boundaries. An ‘artificially dissipative flow’ solution will be found where the dissipation effects depend entirely on the solver itself. By comparing this solution with that obtained on the same grid with the solver working in its normal mode, one can estimate whether further grid refinement is required, without necessarily producing an extensive series of solutions on different grids.     

基于辛弹性力学解析本征函数的有限元应力磨平方法

在实际工程结构的结构强度与优化等力学数值分析中,应力计算结果的精度是非常重要的。有限元法是得到最广泛应用的一类数值方法,并形成了众多通用的有限元程序系统。这些程序系统采用的几乎都是基于最小总势能的位移法,虽然其分析给出的有限元位移场具有较高的精度,但所得到的有限元应力场的精度较位移场大大降低。基于极坐标辛对偶体系所提供的平面弹性力学的解析辛本征展开解,并借用有限元程序系统所得到的节点位移,本文提出了一个应力分析的改进方法。数值结果表明,本方法给出的应力分析精度得到大幅提高,并具有良好的数值稳定性,可用于有限元程序系统的后处理,以提高应力尤其是关键区域应力的分析精度。