一种框架－剪力墙结构的动力分析方法

从平面问题出发提出了一种适用于剪力墙结构的单元刚度矩阵，引入内部自由度，对该单元刚度矩阵进行了改进，并结合该单元提出了一种框架－剪力墙结构动力分析的简化模型。算例表明：新方法计算规模小，计算效率高，精度好，简便易行。     

基于频率改变的结构损伤诊断方法

结构单元的损伤将导致损伤单元的单元刚度矩阵以及结构的总体刚度矩阵发生变化，通过损伤前后自振频率的改变，可对损伤单元刚度矩阵的损伤系数进行反演。本文发展了一种结构损伤定位和标定的两步方法，首先通过反演初步确定结构损伤的位置，然后将损伤单元（三维梁元）的刚度矩阵分解为拉压刚度矩阵和弯曲刚度矩阵，并分别对其损伤系数进行求解，从而确定截面积、截面惯性矩等单元截面参数的损伤情况。数值实验表明，该方法可对结构的损伤进行定位和标定。     

桁架结构损伤识别的最小秩方法

在结构损伤的早期阶段，损伤往往集中发生在少数单元，损伤前后总体刚度矩阵差的秩较小。本文给出一种基于矩阵最小秩理论的计算方法，对损伤结构的模态力余量方程进行求解，反演得到总体刚度矩阵的变化量。数值试验表明，该方法对桁架结构的损伤可进行精确的定位和标定。     

用新型非线性刚度矩阵分析高层结构

本文推导了柱单元受大轴力和单元变形过大两种情况下的单元几何刚度矩阵,并进而推导出考虑柱端塑性区区段长度影响的柱单元弹塑性刚度矩阵,最后给出了应用几何刚度矩阵计算高层框筒结构的数值算例。     

任意截面钢筋混凝土柱单元模型

提出了任意截面钢筋混凝土梁柱结构体系的单元模型,该单元模型同时考虑了材料非线性和几何非线性对结构体系的影响.采用三次多项式模拟混凝土、钢筋的本构关系,所推导的单元刚度计算简单、概念清晰,是单元材料非线性刚度矩阵、几何非线性刚度矩阵和位移与内力相互作用矩阵的简单迭加.提出的任意截面钢筋混凝土柱单元模式,含义清楚、计算简便,可用于分析钢筋混凝土柱因材料破坏、失稳破坏或材料非线性与结构失稳综合产生的极限承载力计算,所建立的有限元模型很容易与其他有限元模型兼容.理论分析结果与实验结果吻合较好.     

基于频率改变的结构损伤诊断方法

结构单元的损伤将导致损伤单元的单元刚度矩阵以及结构的总体刚度矩阵发生变化,通过损伤前后自振频率的改变,可对损伤单元刚度矩阵的损伤系数进行反演。本文发展了一种结构损伤定位和标定的两步方法,首先通过反演初步确定结构损伤的位置,然后将损伤单元(三维梁元)的刚度矩阵分解为拉压刚度矩阵和弯曲刚度矩阵,并分别对其损伤系数进行求解,从而确定截面积、截面惯性矩等单元截面参数的损伤情况。数值实验表明,该方法可对结构的损伤进行定位和标定。     

连接件变形对粘弹性单元刚度矩阵的影响

分析了粘弹性材料在简谐干挠和非简谐干扰下的应力应变关系,介绍了不计连接件变形的粘弹性单元刚度矩阵,分析了连接件变形对粘弹性单元刚度矩阵的影响,指出了这种刚度矩阵的不足。为了提高计算精度,分析了连接件变形、粘弹性材料变形和总的变形的关系,在此基础上,给出了相应的修正公式,导出了考虑连接件变形情况下粘弹性单元刚度矩阵、该刚度矩阵同样可以用直接刚度法装配结构刚度矩阵。     

梁杆结构稳定性分析的高精度Euler-Bernoulli梁单元

目的推导一种新型Euler—Bernoulli梁单元，克服传统两结点梁单元在梁杆结构稳定性分析中存在的计算精度较低的问题．方法以Euler—Bernoulli梁理论和有限元插值理论为基础，首先使用五次Hermite插值函数和二次Lagrange插值函数构造了三结点Euler—Bernoulli梁单元的横向和纵向位移场；进而依据非线性有限元理论推导了该三结点梁单元的几何刚度矩阵的单元切线刚度矩阵；最后使用静力凝聚方法消除该三结点梁单元的内部结点自由度．结果通过上述推导得到了一种新型的两结点梁单元．它和传统的两结点梁单元具有相同的自由度数量和分布．结论对梁杆结构稳定性分析中的几个典型算例进行了分析，证明此新型梁单元与传统两结点梁单元相比计算精度有了大幅度地提高．     

连接件变形对粘弹性单元刚度矩阵的影响

分析了粘弹性材料在简谐干挠和非简谐干扰下的应力应变关系,介绍了不计连接件变形的粘弹性单元刚度矩阵,分析了连接件变形对粘弹性单元刚度矩阵的影响,指出了这种刚度矩阵的不足.为了提高计算精度,分析了连接件变形、粘弹性材料变形和总的变形的关系,在此基础上,给出了相应的修正公式,导出了考虑连接件变形情况下粘弹性单元刚度矩阵,该刚度矩阵同样可以用直接刚度法装配结构刚度矩阵.     

粘弹性单元的刚度矩阵

本文分析了粘弹性材料的应力应变关系，导出了粘弹性单元的刚度矩阵，该刚度矩阵便于用直接刚度法装配结构刚度矩阵。文中还给出了改写后的动力方程，这种动力方程非常适合在设置粘弹性单元的结构中进行时程分析。     

梁杆结构稳定性分析中的传递矩阵模型缩减法

为了准确地分析梁杆结构的稳定性问题并降低系统刚度阵的阶数,提出了基于传递矩阵法和精确有限元的模型缩减法.将具有弹性支撑的非共线链式分支子结构当作一个超单元,结合梁单元精确刚度阵,使用传递矩阵法联系两端载荷和位移关系,得到该超单元在整体坐标系下的刚度阵,且该刚度阵为与普通梁单元同阶的对称方阵,可直接组装到系统刚度阵中.求解该缩减后系统刚度阵的行列式可得到结构的欧拉临界力.由于子结构的内部自由度不出现在系统刚度阵中,在保证计算精度的同时极大降低了系统刚度阵的阶数.典型算例的稳定性分析验证了方法的正确性和有效性.     

桁架结构损伤识别的最小秩方法

在结构损伤的早期阶段,损伤往往集中发生在少数单元,损伤前后总体刚度矩阵差的秩较小。本文给出一种基于矩阵最小秩理论的计算方法,对损伤结构的模态力余量方程进行求解,反演得到总体刚度矩阵的变化量。数值试验表明,该方法对桁架结构的损伤可进行精确的定位和标定。     

平面杆系结构几何非线性计算的全量迭代法

平面杆系结构传统的几何非线性的求解方法为了获得解精度高的解,人们一直瞄准切线刚度矩阵的推导,从而导致了非常复杂而庞大得切线刚度矩阵,但精确的切线刚度矩阵往往不易获得。本文采用一种建立在理论上能收敛于精确解的几何非线性求解方法-全量迭代法,使计算结果的精度不依赖于切线刚度矩阵,于是可以不必追求切线刚度矩阵的精确性。根据全量迭代法的特点,推导了在几何非线性计算中平面杆单元、索单元和梁单元的内力计算公式,可供广大工程技术人员参考。     

轴对称结构拓扑变化重分析的新方法

提出了轴对称结构的两种基本拓扑变化,并应用Moore-Penrose逆理论及单元刚度矩阵的一种分解,给出了轴对称结构拓扑变化公式.利用该公式提出了一种轴对称结构拓扑修改的重分析新方法.该方法在计算静力响应时,不需反复组装、求解线性方程组,一切只需经过结构拓扑变化来实现,节省了大量的计算时间.因此该方法是一种精确的方法,并且由于公式简单,容易上机,适于拓扑优化设计(特别是局部优化设计)的重分析.最后给出的算例证明了该方法的有效性.     

一种求解随机参数结构频率灵敏度的方法

提出了一种随机参数结构频率灵敏度的计算方法。在结构总刚度和质量矩阵中,针对结构中每个单元的随机性不同,且各随机参数间的相关系数也不同的情况,根据各元素所含随机参数的不同以及相同随机参数幂次的大小,将刚度和质量矩阵分别展开为若干矩阵之和的形式;利用求解结构固有频率的瑞利商公式,推导得到结构固有频率关于结构中各个随机参数的函数表达式;进而求得结构各阶固有频率对各随机参数的灵敏度。通过算例验证了该方法的可行性和有效性。     

轴对称结构拓扑变化重分析的新方法

提出了轴对称结构的两种基本拓扑变化,并应用Moore-Penrose逆理论及单元刚度矩阵的一种分解,给出了轴对称结构拓扑变化公式。利用该公式提出了一种轴对称结构拓扑修改的重分析新方法。该方法在计算静力响应时,不需反复组装、求解线性方程组,一切只需经过结构拓扑变化来实现,节省了大量的计算时间。因此该方法是一种精确的方法,并且由于公式简单,容易上机,适于拓扑优化设计(特别是局部优化设计)的重分析。最后给出的算例证明了该方法的有效性。     

含裂纹转子振动响应的理论与实验研究

根据裂纹转子系统的结构特点和运动特征，由Ｌａｇｒａｎｇｅ方程建立起裂纹转子各典型单元的运动微分方程，得到转子系统的总质量矩阵、总刚度矩阵和总阻尼矩阵；并编制了大型的的振动响应计算和动力分析程序；通过实验验证了该计算和分析方法的正确性。本文方法为工程实际应用提供了一新的途径。     

薄壳结构几何非线性全过程分析

本文简要推导了包括荷载刚度矩阵在内的大变形等参数薄壳单元的切线刚度矩阵，并介绍了平衡路径的跟踪方法，用自行研制的计算程序ＮＡＰＳ－１对几种薄壳结构进行了几何非线性全过程分析，讨论了结构的初始几何缺陷、和自重等因素对其屈曲线性能的影响。     

高层框架—筒体结构弹塑性地震反应分析

采用杆系－层间模型，提出多阶变刚度框架－筒体结构的连续离散化方法，推导出框架－筒体结构的单元刚度矩阵和整体刚度矩阵。编制了考虑框架与筒体协同工作，并且能够分析每根杆件的结构动力时程分析程序，程序中考虑了筒体空间作用，Ｐ－Δ效应等，该程序已应用于一些高层建筑的结构分析。     

有限元模型的整体刚度矩阵集成

在有限元分析过程中,定位单元刚度矩阵中的元素在整体刚度矩阵中的位置,对结构分析模型的正确建立起着重要作用.为了探究单元刚度矩阵向整体刚度矩阵的集成规律,推导了单元刚度矩阵和整体刚度矩阵之间的对应关系,得到单元刚度矩阵元素在整体刚度矩阵中的位置,依据单元结点号与结构整体坐标系下的结点编号的对应关系建立了统一的关联表,形成基于关联表的整体矩阵集成方法.与目前常用的结点平衡法相比,新建立的整体矩阵集成方法物理意义明确,建模过程简便快捷,且可靠稳定.算例分析结果表明该方法适合用有限元编程实现.