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1999年  第16卷  第4期

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基本方法
对转角场和剪应变场进行合理插值的厚薄板通用四边形单元
岑松, 龙志飞, 龙驭球
1999, 16(4): 1-15.
摘要:
本文提出构造厚薄板通用四边形单元的一种合理方法: 先按 Timoshenko 厚梁理论导出单元各边的转角和剪应变公式,然后进行合理插值,导出单元的转角场、曲率场和剪应变场。当板的厚度变小时,厚梁理论自动退化为薄梁理论,各边剪应变以及单元剪应变插值函数自动退化为零,厚板单元自动退化为薄板单元,彻底消除了剪切闭锁现象。此单元对厚板和薄板都给出了高精度的结果。
压力容器及管道LBB评估技术中的裂纹扩展稳定性分析方法
董亚民, 冯峰, 黄克智
1999, 16(4): 16-23.
摘要:
本文简要地回顾了破前漏(LBB)评估技术中裂纹扩展稳定性分析方法在国内外的研究和应用现状,指出了当前在LBB弹塑性断裂分析中的某些不足;作者在少量的有限元全塑性 J 积分数值解的基础上,构造和提供了完整的环向贯穿裂纹在复合加载下的全塑性J积分数值解;提出了复合加载下裂纹扩展稳定性分析技术;同时,对典型结构材料,建立了能反映结构的不同破坏机制且便于工程应用的 G-因子表;上述研究成果将对LBB评估技术在工程中的实际应用起到重要作用。
考虑节点刚度的网壳杆件切线刚度矩阵
王星, 董石麟
1999, 16(4): 24-32,4.
摘要:
本文采用 Timoshenko 梁柱理论,推导出网壳杆件的切线刚度矩阵。该矩阵不仅考虑了两个主轴方向弯曲的耦合作用。而且考虑了节点刚度以及节点体大小的影响,对于位移的高阶项没有任何省略,其精度比C. Oran的切线刚度矩阵有很大程度的提高。通过对一单层网壳结构的算例分析,证明了该分析模型的正确性。
高层建筑气动模型的模态形状修正
周印, 顾明, 江欢成, 花炳灿
1999, 16(4): 33-41,3.
摘要:
推导了通用的适于高层建筑任意风致响应的模态形状修正公式,并与国外文献中的一些重要结论进行对比,澄清了文献中应用着的错误概念和令人误用的结论。给出了特别适于规范应用的等效风荷载的修正方法。修正方法适用于顺风向、模风向和扭转响应。
带转角自由度的三角形三棱柱单元
王选民, 刘光栋
1999, 16(4): 42-46,6.
摘要:
本文提出了一个带转角自由度平面三角形单元、两个带转角自由度空间三棱柱单元。对平面单元每个结点有两个线位移自由度、一个转角自由度;对空间单元每个结点有三个线位移自由度、三个转角自由度。这些单元列式简单,其中两个无多余零能模式,数值计算表明,它们的计算精度高。
煤与瓦斯突出的固─流耦合失稳理论及数值分析
丁继辉, 麻玉鹏, 赵国景, 陆文, 郭大群
1999, 16(4): 47-53.
摘要:
本文在多相介质力学的理论基础上,提出了煤体有限变形下煤与瓦斯突出的耦合失稳理论。从热力学第二定律出发,以应力的二阶功最小原理作为突出发生的准则,建立了煤与瓦斯突出的固─流两相介质耦合失稳的数学模型,给出了两相介质耦合失稳问题的非线性有限元方程并进行了数值模拟。
混凝土、纤维混凝土的Ⅰ型断裂
蔡敏, 蔡四维
1999, 16(4): 54-58.
摘要:
本文论述求混凝土、纤维混凝土试件在小于断裂荷载的外力作用下,裂纹的非线性扩展及如何用它来确定材料的断裂韧度。另介绍了作者提出的纤维混凝土的一般拉伸软化曲线及分析裂纹构件最大断裂荷载的有关方法。
二节点曲线索单元非线性分析
袁行飞, 董石麟
1999, 16(4): 59-64,4.
摘要:
本文提出了二节点曲线索单元,对拉索结构进行非线性分析。这种单元不仅能模拟大跨度索元的初始形态,而且能克服目前广泛使用的二节点直线杆单元精度不高,多节点曲线索单元自由度大,内插点坐标难以确定等缺点。文中采用修正的 Lagrangian 坐标描述法,由卡氏第一定理推导并得出了刚度矩阵的显示表达式,编制了相应的程序,并对若干算例进行了计算与比较,分析结果表明此单元模型有较好的精度,能适用于塔桅结构、张拉结构等大跨结构形式的非线性分析。
板桁组合结构空间计算的板桁梁段有限元法
王荣辉, 徐林荣, 曾庆元
1999, 16(4): 65-72,7.
摘要:
本文考虑了板桁组合结构桥面板的局部屈曲,剪力滞后和板桁梁段截面畸变、翘曲、扭转与剪切变形的影响,利用横向有限条带法构造了桥面板板段的局部空间变位模式,提出了板桁梁段有限元法。该方法自由度少,计算精度高,能用于大型板桥组合结构的空间计算。
非饱和土结构强度的研究
徐永福, 傅德明
1999, 16(4): 73-77,7.
摘要:
本文提出非饱和土结构强度的概念,从膨胀土的结构模型导出结构强度公式τs=cusα,分析了结构强度公式成立的条件,并把结构强度公式推广到符合公式条件的所有类型非饱和土。
“圆板─扁圆锥壳─圆环板”组合结构的弹性突跳分析
程兆雄, 黄怡筠, 李晓川, 马刚峰
1999, 16(4): 78-82,9.
摘要:
本文按非线性大挠度弹性屈曲理论对广泛应用于工程中的“圆板─扁圆锥壳─圆环板”组合结构的弹性突跳现象进行了分析,并对典型算例用积分法与MWR-CM的伽辽金法相结合的方法进行了数值计算,结果表明了几何参数对弹性突跳的影响。本文工作可为工程应用设计提供一定的依据。
非线性结构振动及其控制系统的多维ARMA模型
李春祥
1999, 16(4): 83-90,8.
摘要:
本文研究了结构非线性振动及其控制系统的 ARMA 模型的建立问题。对结构施行等效线性化处理:对状态变量的观测,仅测量结构的前几个位移或速度。将随机激励和观测噪声等维化处理后,建立了等效结构振动及其控制系统的多维 ARMA 模型。基于多维ARMA模型,给出了结构受风与地震作用下的 ARMA 模型和模态分析的 ARMA 模型。
运用振动反分析方法计算振动荷载
高峰, 李德武
1999, 16(4): 91-96.
摘要:
本文研究运用振动反问题理论求解振动荷载时程的问题。在 Newmark 法求解运动平衡方程的基础上,推导了求解振动荷载的公式。采用最小二乘法估计最可置信的荷载系数。提出了由结构对振动荷载的反应求振动荷载时程的有限元方法。通过算例验证了方法的有效性。本文为计算振动荷载提供了一种新的方法。
对偶规划法在钢管混凝土拱桥结构优化设计中的应用
吴京, 刘荣桂, 苏军
1999, 16(4): 97-104,.
摘要:
本文采用变换方法,将原问题转换为对偶问题,对钢管混凝土拱桥结构进行优化设计。算例表明,本文所述方法简便、实用,尤其适用于大型复杂结构的多变量优化设计。
边壁周期性不规则国柱形储液罐的动态特性分析
陈世一
1999, 16(4): 105-111,.
摘要:
对罐壁具有cos()(m = 1,2,...)型初始不规则的立式圆柱形储液罐的动态特性进行了理论分析,探讨了初始不规则对储液罐固有频率的影响。借助于速度势函数推导了罐中的液体动压分布。文中将初始不规则看成是初始位移,采用半解析有限元法处理罐壁,由 Hamilton 原理推导了储液罐的自由振动方程。在该方程中不仅考虑了初始不规则对液体动压的影响,也考虑了初始不规则所引起的罐壁环向振型间的耦合作用。算例结果表明,边壁初始不规则对某些固有频率的影响是不容忽视的。
树状非完整多刚体系统冲击运动方程的建立
杜国君, 李慧剑, 常福清
1999, 16(4): 112-116,.
摘要:
本文把受到来自外界的一阶线性非完整约束限制的树状完整多刚体系统视为树状非完整多刚体系统,使该系统中标号为 1 的刚体与惯性参考系用虚铰 1 连接,就可用文献[1]的方法求出树状非完整多刚体系统冲击运动方程并以算例说明该方程的应用及正确性。
科学数据库数据可视化界面的实现
王际芝, 郭红仙, 冀美燕
1999, 16(4): 117-125.
摘要:
本文通过两个实例讨论科学数据库中的数据可视化问题,介绍如何在通用数据库管理系统环境下,存储、管理和展示数值数据、长短文本、公式、图表、曲线、照片,视频以及长篇文章等多种媒体的数据;在查询界面中如何实现动态图形显示;在工作台面的设计中,怎样为用户提供一个边查阅边分析的研究工作环境。
粘性阻尼系统频响函数计算方法
华宏星, 瞿祖清, 傅志方
1999, 16(4): 126-130.
摘要:
基于复模态理论和幂级数展开原理,导出了一种求解粘性阻尼系统频响函数的模态加速方法。与常规的模态展开法相比,该方法可大大减少模态截断误差。根据外激励频率所处于的系统频段,该方法可对系统的中-高、低-高阶模态实施截断和加速。通过对一数值实例计算表明,上面提出的方法很有效,通常只需计入幂级数前少数几项即可使频响函数达到很高的精度。
汽轮机转子的蠕变矫直研究
刘宗德, 杨昆, 王燮山, 赵敏
1999, 16(4): 131-135.
摘要:
对转子钢进行了短时高温蠕变实验,拟合出了直轴温度范围内的蠕变方程。利用样条函数配点法,编制了汽轮机转子的蠕变矫直分析软件,它可计算出转子在蠕变法矫直过程中的应力、应变及位移分布。数值结果表明:本文的分析方法是有效的,可对不同时刻的弯轴矫直量进行精确计算并求出矫直后转轴的残余应力,为任一弯曲形状的转子提供最佳的加温加载矫直方案。
钢筋混凝土框剪结构非线性地震反应分析
汪梦甫, 沈蒲生
1999, 16(4): 136-144,.
摘要:
本文采用壁式框架来分析框架─剪力墙结构的非线性地震反应,假定弯曲刚度沿杆轴按抛物线分布,导出了考虑剪切变形的单元刚度矩阵,将古典刚度法或高斯消元法用以形成该时间间隔内的瞬时抗侧移刚度矩阵,用适合非线性动力计算的数值方法求解动力方程。