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弹塑性结构安定下限分析的无网格局部Petrov-Galerkin法

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力学学报 2009年第5期41卷 713-721页

作者：陈莘莘刘应华岑章志清华大学航天航空学院工程力学系北京100084

将基于Voronoi结构的无网格局部Petrov-Galerkin法与减缩基技术相结合,建立了一种安定下限分析的新方法.为了克服移动最小二乘近似难以准确施加本质边界条件的缺点,采用了自然邻近插值构造试函数.通过引入基准载荷域上载荷角点的概念,... 详细信息

将基于Voronoi结构的无网格局部Petrov-Galerkin法与减缩基技术相结合,建立了一种安定下限分析的新方法.为了克服移动最小二乘近似难以准确施加本质边界条件的缺点,采用了自然邻近插值构造试函数.通过引入基准载荷域上载荷角点的概念,消除了安定下限分析中由时间参数所引起的求解困难.利用减缩基技术,将安定分析问题化为一系列未知变量较少的非线性规划子问题.在每个非线性规划子问题中,自平衡应力场由一组带有待定系数的自平衡应力场基矢量的线性组合进行模拟,而这些自平衡应力场基矢量可应用弹塑性增量分析中的平衡迭代结果得到.算例结果证明了提出的分析方法的有效性.

关键词：局部Petrov-Galerkin法 Voronoi图安定分析非线性规划复合形法

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三维结构极限上限分析的有限元方法

清华大学学报（自然科学版） 1996年第3期36卷 47-53页

作者：刘应华岑章志徐秉业清华大学工程力学系北京100084

根据塑性上限定理，采用罚一对偶方法，解决了三维极限分析中的塑性不可压问题，建立了三维结构上限分析的有限元规划格式，给出了相应的优化迭代求解算法。克服了目标函数非线性非光滑所导致的数值计算困难，使迭代过程产生的极限载荷... 详细信息

根据塑性上限定理，采用罚一对偶方法，解决了三维极限分析中的塑性不可压问题，建立了三维结构上限分析的有限元规划格式，给出了相应的优化迭代求解算法。克服了目标函数非线性非光滑所导致的数值计算困难，使迭代过程产生的极限载荷因子和相关速度场收敛于真解的上限。该方法已应用于带缺陷压力容器的数值极限分析中，计算实例表明该方法具有数值稳定性好、精度高、收敛快等优点，并具有较广的适用范围。

关键词：极限分析有限元迭代算法结构上限分析

T型焊接接头中疲劳裂纹扩展的三维边界元模拟

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清华大学学报（自然科学版） 2002年第4期42卷 470-473页

作者：李强王波李存铮岑章志清华大学工程力学系北京100084 南洋理工大学土木结构工程系新加坡639798

T型焊接接头在钢结构中十分常见 ,它往往因初始微裂纹的疲劳扩展而导致断裂破坏。该文应用边界元( BEM)子域法 ,研究 T型焊接接头中三维混合模式表面裂纹的疲劳扩展问题。按照 T型焊接接头的实验模型建立边界元计算模型。基于端点附近... 详细信息

T型焊接接头在钢结构中十分常见 ,它往往因初始微裂纹的疲劳扩展而导致断裂破坏。该文应用边界元( BEM)子域法 ,研究 T型焊接接头中三维混合模式表面裂纹的疲劳扩展问题。按照 T型焊接接头的实验模型建立边界元计算模型。基于端点附近裂纹前沿线位于椭球面上的假设 ,用间接方法求出裂纹前沿线的两个端点。当裂纹扩展时 ,计算网格可以自动进行重新划分。文中对裂纹扩展长度和方向提出了一种扩展准则 ,并与其他准则和实验结果进行了比较。计算结果表明。

关键词： T型焊接接头疲劳裂纹扩展三维边界元模拟

用边界元方法和复合形法求解三维结构的下限安定载荷

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工程力学 2003年第3期20卷 13-18,25页

作者：张晓峰刘应华岑章志清华大学工程力学系北京100084

基于安定分析的静力定理,建立了用常规边界元方法进行三维理想弹塑性结构安定分析的整套求解算法。下限安定分析所需的弹性应力场直接由边界元方法求出,所需的自平衡应力场由一组带有待定系数的自平衡应力场基矢量的线性组合进行模拟,... 详细信息

基于安定分析的静力定理,建立了用常规边界元方法进行三维理想弹塑性结构安定分析的整套求解算法。下限安定分析所需的弹性应力场直接由边界元方法求出,所需的自平衡应力场由一组带有待定系数的自平衡应力场基矢量的线性组合进行模拟,这些自平衡应力场基矢量通过边界元弹塑性迭代计算获取。安定分析问题最终被归结为一系列未知变量较少的非线性数学规划子问题并通过复合形法直接求解。计算结果表明了算法的有效性。

关键词：边界元法安定分析自平衡应力场非线性规划复合形法

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应变强化结构安定性上限分析的数值方法

清华大学学报（自然科学版） 2004年第2期44卷 232-235页

作者：刘波陈钢刘应华岑章志清华大学工程力学系北京100084 国家质量技术监督检验检疫总局锅炉压力容器检测研究中心北京100013

安定分析能为工程设计和安全评估提供准确可靠的理论依据。该文建立了复杂变化载荷作用下考虑有限随动应变强化结构安定性上限分析的有限元数学规划格式。利用研究结构在基准载荷域各个角点处安定的办法,克服了机动安定定理中对时间积... 详细信息

安定分析能为工程设计和安全评估提供准确可靠的理论依据。该文建立了复杂变化载荷作用下考虑有限随动应变强化结构安定性上限分析的有限元数学规划格式。利用研究结构在基准载荷域各个角点处安定的办法,克服了机动安定定理中对时间积分的困难,采用两面屈服准则分别控制屈服面及屈服面中心的移动量,提出了一种直接迭代算法求解格式,以克服目标函数非线性非光滑所导致的困难。

关键词：应变强化结构安定分析上限极限分析随动强化机动安定定理两面屈服准则直接迭代算法塑性力学

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三维无限域问题材料参数反分析的边界元方法

重庆建筑大学学报 2000年第6期22卷 74-77页

作者：向志海岑章志清华大学工程力学系北京100084

根据对偶边界控制反分析原理编制了基于三维边界元方法的岩土材料参数识别程序 ,并使用了无限边界单元来解决岩土工程中固有的无限域问题。实际计算结果表明了此方法的有效性。

关键词：岩土工程三维边界元法岩土材料参数识别

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内压下含局部减薄缺陷三通的极限分析

清华大学学报（自然科学版） 2004年第11期44卷 1517-1519,1523页

作者：王飞陈钢刘应华岑章志清华大学工程力学系北京100084 国家质量监督检验检疫总局锅炉压力容器检测研究中心北京100013

有限元与数学规划相结合的方法在求解极限分析问题时会受到计算规模的限制,难以应用到实际工程问题中。该文引入了一种基于线弹性分析的求解复杂结构极限载荷上、下限的方法——弹性补偿法,同时结合三维有限元分析,求解内压下等径三通... 详细信息

有限元与数学规划相结合的方法在求解极限分析问题时会受到计算规模的限制,难以应用到实际工程问题中。该文引入了一种基于线弹性分析的求解复杂结构极限载荷上、下限的方法——弹性补偿法,同时结合三维有限元分析,求解内压下等径三通的极限载荷。通过与弹塑性分析结果比较发现,简单的弹性补偿法能够较好地评估复杂三维结构的塑性承载能力。计算结果表明,主管腹部的局部减薄缺陷对三通结构的极限承载能力影响最大。

关键词：极限分析弹性补偿法弹塑性分析有限元分析三通

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多孔材料塑性极限载荷及其破坏模式分析

计算力学学报 2003年第3期20卷 267-273页

作者：李华祥刘应华冯西桥岑章志清华大学工程力学系北京100084

运用塑性力学中的机动极限分析理论,研究韧性基体多孔材料的塑性极限承载能力和破坏模式。以多孔材料的细观结构为研究对象,将细观力学中的均匀化理论引入到塑性极限分析中,并结合有限元技术,建立细观结构极限载荷的一般计算格式,并提... 详细信息

运用塑性力学中的机动极限分析理论,研究韧性基体多孔材料的塑性极限承载能力和破坏模式。以多孔材料的细观结构为研究对象,将细观力学中的均匀化理论引入到塑性极限分析中,并结合有限元技术,建立细观结构极限载荷的一般计算格式,并提出相应的求解算法。数值算例表明:细观孔洞对材料的宏观强度影响明显;在单向拉伸作用下,孔洞呈现膨胀扩大规律;多孔材料破坏源于基体塑性区的贯通。

关键词：多孔材料塑性力学极限载荷破坏模式极限承载能力细观结构均匀化理论机动极限分析

极限下限分析的正交基无单元Galerkin法

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力学学报 2007年第5期39卷 633-640页

作者：陈莘莘刘应华岑章志清华大学工程力学系北京100084

基于极限分析的下限定理,建立了用正交基无单元Galerkin法进行理想弹塑性结构极限分析的整套求解算法.下限分析所需的虚拟弹性应力场可由正交基无单元Galerkin法直接得到,所需的自平衡应力场由一组带有待定系数的自平衡应力场基矢量的... 详细信息

基于极限分析的下限定理,建立了用正交基无单元Galerkin法进行理想弹塑性结构极限分析的整套求解算法.下限分析所需的虚拟弹性应力场可由正交基无单元Galerkin法直接得到,所需的自平衡应力场由一组带有待定系数的自平衡应力场基矢量的线性组合进行模拟.这些自平衡应力场基矢量可由弹塑性增量分析中的平衡迭代得到.通过对自平衡应力场子空间的不断修正,整个问题的求解将化为一系列非线性数学规划子问题,并通过复合形法进行求解.算例表明该方法有效地克服了维数障碍问题,使计算效率得到了充分的提高,是切实可行的.

关键词：无单元Galerkin法正交基极限分析非线性规划复合形法