受冲板壳结构的弹塑性力学特性分析

采用基于随动坐标系的 4节点假设应变场壳单元及显式有限元方法分析受冲板壳结构的弹塑性力学特性。材料模型采用弹塑性等向强化模型 ,接触搜寻采用一体化接触搜寻方法 ,接触力由罚参数法计算 ,算例表明 :该方法简明、直观、快捷、方便     

各向异性层合板壳的弹塑性分析

用最小二乘配点法对各向异性层合扁薄壳体的弹塑性弯曲问题进行分析。文中以双五次样条函数为位移试函数,采用弹塑性增量理论和由Hill推广的Huber-Mises屈服准则,把材料塑性变形的影响作为等效荷载处理,从而使推出的基本迭代公式为一常系数线性代数方程组,然后用变步长增量加载和初应力法求解。算例证明该法收敛快、精度高,是一种简便、经济的分析方法。     

正交各向异性圆柱壳的弹塑性屈曲分析

应用能量原理和正交各向异性材料的混合硬化本构关系,推导出在两端简支条件下轴向压缩圆柱壳的弹塑性临界应力表达式。计算了相应的临界应力。讨论了几何尺寸,材料性能等因素对临界应力的影响。计算结果表明,几何尺寸对弹塑性临界应力的影响较小,而材料的力学性能对弹塑性临界应力有较大的影响。     

精确分析各向异性层合圆柱壳在轴对称载荷下变形

本文以级数形式给出各向异性层合圆柱壳在轴对称载荷作用下的弹性力学解,并分析了几组圆柱壳,所得结果与经典层合壳理论结果进行比较.      

板壳结构的随机有限元分析

本文利用随机有限元法对板壳结构进行弹性静力分析，分析中计及材料性能和几何尺寸的随机性，随机性的表述是利用等参局平均模型，研制了三角形板壳单元的计算机程序，算例显示本文的方法和程序是有效的。     

计入剪切变形的正交各向异性扁壳的基本解

本文采用Ｈｏｒｍａｎｄｅｒ算子法将控制计入剪切变形的正交各向异性扁壳的偏微分方程组转化为含有一个未知函数的高阶偏微分方程，然后，利用平面波分解法将偏微分方程转化为常微分方程来求解。以定积分表示的形式提出了计入剪切变形的正交各向异性扁壳的基本解。     

偏心加筋板大变形梁板单元

给出了偏心加筋板大变形分析的理论公式和相应的梁板单元模型,在肋骨和板的运动中引用ＶｏｎＫａｒｍａｎ变形方程;按照Ｍｉｎｄｌｉｎ板理论计及横向剪切变形的影响;对横向剪应变和薄膜应变重新插值修正克服Ｍｉｎｄｌｉｎ型单元在薄板应用时的“锁定”行为,此模型可适合于薄板和厚板的非线性分析。     

板壳结构动力响应的随机有限分析

本文利用随机有限元法对板壳结构进行弹性动力响应分析。分析中计及材料性能和几何尺寸的随机性,随机性的表述是利用等参局部平均模型。研制了了三角形板壳单元的计算程序。数据计算结果显示本文的方法和程序均是有效的。     

复合材料加筋板的大变形有限元分析

本文将考虑横向剪切变形的Mindlin's理论应用于复合材料加筋板的大变形分析,在Total-Lagrange坐标系下推导了八结点等参弯曲板单元和三结点等参梁单元的增量平衡方程和切线刚度矩阵,非线性问题采用增量法和Newton-Raphson迭代法相结合的方法求解.本文通过一些算例,证明了所采用单元具有良好的收敛性和足够的精度,并讨论了边界条件、纤维铺设角和加筋疏密等因素对复合材加料筋板非线性解的影响.     

材料和几何线性的有限条分析

本文建立了大挠度弹塑性有限条法,用以计算初曲板在面内荷载作用下的极限荷载。分析中采用了伴随修正的Ilyushin屈服准则或修正的Ivanov屈服准则和Prandtl—Reuss塑性流动法则的面积法。通过与前人对板屈曲后弹塑性分析算例的比较,证明该方法对于板的大挠度弹塑性分析具有相当高的精度。     

复合材料板壳结构的杂交/混合有限元分析

本文建立了一个9节点Lagrange退化壳杂交/混合有限元模型,以用于复合材料板壳结构的有限元分析。该有限元模型基于修正的Hellinger-Reissner原理,位移和应力均采用分离法思想,使得这一单元不仅具有下列优点:1.位移和应力计算精度都比较高;2.消除了多余零能变形模式;3.具有厚薄通用性;4.具有几何不变性,并且较之一般杂交/混合单元计算工作量进一步降低。单元还考虑了横向剪切影响。计算实例表明,本单元关于复合材料浅壳和深壳的解都与参考解吻合很好,且收敛很快。      

ON A MIXED-HYBRID FINITE ELEMENT METHOD FOR ANISOTROPIC PLATE BENDING PROBLEMS

The paper deals with a new mixed-hybrid finite element method for anisotropic elastic plate bending problems, which gives a simultaneous approximation to bending and twisting moment tensor and deflection fields in the interior of each triangle and traces of the displacement field and its normal derivative on sides of each triangle. Efficient computer implementation procedures for this mixed-hybrid scheme have been developed. Results of numerical experiments on different anisotropic plates of practical and research interest are given.     

一个有效的厚薄板通用COONS曲面矩形元

本文采用板壳有限元Coons曲面法和挠度位移与转角位移导数相关构造法构造出一个有效的厚薄板通用矩形单元,并直接给出位移场形函数;其推导简单易行,灵活多样,几何意义直观,力学概念清晰,并具有一般性。在薄板极限情况下,本文厚薄板通用单元自动退化为一个性能良好的薄板Coons曲面矩形元,不出现剪切闭锁现象。数值计算表明:本文构造的厚薄板通用单元具有较高的计算精度和良好的收敛性。     

COMBINATION OF ADAPTIVITY AND MESH SMOOTHING FOR THE FINITE ELEMENT ANALYSIS OF SHELLS WITH INTERSECTIONS

A compatible hierarchical adaptive scheme is proposed which allows to control both density and geometrical properties of meshes with four-node linear finite shell elements. The algorithm produces a sequence of meshes with two aims, nearly equal distribution of the local error in each element and a mesh with regular elements, thus internal element angles near 90° and length ratios of adjacent element sides near unity. This goal is achieved in an efficient manner imposing a combination of a local smoothing algorithm with the adaptive mesh generation. New created nodes are positioned on the real shell surface and shell boundaries which may be given e.g. by CAD data. Also the shell directors are determined from the normals on the real geometry. Shell intersections are detected automatically as common curves of two adjacent shell parts. As a shell continuum cannot be assumed for these intersections and thus simple standard adaptive schemes fail, shell intersections have to be treated in a way similar to shell boundaries. For some numerical examples the developed algorithms are demonstrated and the resulting meshes are shown. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

复合材料层合厚圆柱壳高阶理论的改进及其应用

建立了一个改进的LCW型的精化高阶理论,以分析厚圆柱壳的振动。提出u,v为三次多项式、w为二次多项式的位移模式,并利用上、下自由表面横向剪应力为零的边界条件,对所假定的位移场作了化简,将三阶剪切变形理论的未知数缩减为7个,在此基础上建立了相应的有限元列式。通过一个典型算例,与Soldatos和Lam的高阶剪切变形理论的解析解作了比较,说明笔者的精化高阶理论是可行的,而且具有较高的精确性,比LCW高阶理论更具有实用性。还通过频率参数随长度半径比L/R的变化,说明由于考虑了法向应力和法向应变,本文方法更适用于长度半径比较小的结构。     

GSQ24壳体单元用于板壳结构的几何非线性分析

在考虑剪切变形的Von Karman大变形小应变假设下,基于全Lagrange描述方法,将平面内带有旋转自由度的GSQ24壳体单元用于板壳结构的几何非线性分析,给出了板壳结构大变形下的小位移刚度矩阵、初应力刚度矩阵、初位移刚度矩阵有限元列式。同时,文中也给出了既考虑材料非线性,又考虑几何非线性的强非线性问题的板壳结构分析时的有限元列式。数值算例与变分法和级数解结果比较,表明本文方法的可行性。     

复合材料板壳分析的样条有限点法

本文提出一个分析复合材料板壳的样条有限点法,建立了静力分析、热效应分析、稳定性分析及动力分析的新计算格式。这个方法是以B样条函数、高阶剪切变形理论及变分原理为基础而建立的,由于采用样条离散化,不存在剖分协调问题。利用这个方法分析复合材料板壳,不仅计算简便,而且精度也高。