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岩土软化行为的网格依赖性问题研究

工程力学 2008年第8期25卷 36-41页

作者：冀宾陈万吉赵杰 r大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

岩土工程中常出现软化行为,传统的弹塑性有限元计算软化行为的剪切带问题会出现网格依赖性。该文引入偶应力弹塑性理论,详细推导了Drucker-Prager屈服准则下的偶应力增量有限元框架,采用可通过C0―1分片检验的RCT9+RT9单元,并通过UEL用... 详细信息

岩土工程中常出现软化行为,传统的弹塑性有限元计算软化行为的剪切带问题会出现网格依赖性。该文引入偶应力弹塑性理论,详细推导了Drucker-Prager屈服准则下的偶应力增量有限元框架,采用可通过C0―1分片检验的RCT9+RT9单元,并通过UEL用户子程序将该单元加入到大型有限元软件ABAQUS中。算例表明:偶应力理论可以消除网格依赖性,为解决岩土软化问题提供了一条有效的途径。

关键词：岩土工程软化行为剪切带网格依赖性偶应力

基于偶应力理论剪切带问题的弹塑性有限元分析

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力学学报 2009年第2期41卷 192-199页

作者：冀宾陈万吉赵杰大连理工大学、工业装备结构分析国家重点实验室大连116024 沈阳航空工业学院、航空宇航工程学院沈阳130115

对于软化材料的剪切带问题,传统弹塑性有限元分析遇到了困难,进入弹塑性阶段,计算结果对网格划分敏感,出现所谓的有限元网格依赖性问题,随着网格的细分,计算常常因不收敛导致失效.用有限元软件ABAQUS计算了3个例题,证实了传统弹塑性有... 详细信息

对于软化材料的剪切带问题,传统弹塑性有限元分析遇到了困难,进入弹塑性阶段,计算结果对网格划分敏感,出现所谓的有限元网格依赖性问题,随着网格的细分,计算常常因不收敛导致失效.用有限元软件ABAQUS计算了3个例题,证实了传统弹塑性有限元分析软化材料剪切带问题的局限性,同时证实对于无剪切带的厚壁筒问题不会出现上述问题.进步引入细观非局部化理论,对非局部理论含有的细现参数e进行了深入讨论,并采用可通过C^(0-1)分片检验的18参偶应力三角形单元,重新计算了3个例题,结果避免了上述问题,说明细观偶应力有限元尤其适用于分析剪切带问题.

关键词：软化材料剪切带传统弹塑性网格依赖性非局部细观材料参数

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关于两种二阶应变梯度理论

力学学报 2010年第1期42卷 138-145页

作者：赵杰陈万吉冀宾大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024 沈阳航空工业学院飞行器结构分析研究所沈阳130115

对常见的两种应变梯度理论进行了深入的理论分析,比较了它们在公式推导、能量表达、物理解释和应用领域方面的差异.选择钢筋拉拔弹性阶段和超薄悬臂梁受压弯曲两个典型的算例,采用可以通过C^(0-1)分片检验的18自由度应变梯度平面三角形... 详细信息

对常见的两种应变梯度理论进行了深入的理论分析,比较了它们在公式推导、能量表达、物理解释和应用领域方面的差异.选择钢筋拉拔弹性阶段和超薄悬臂梁受压弯曲两个典型的算例,采用可以通过C^(0-1)分片检验的18自由度应变梯度平面三角形单元和轴对称三角形单元,通过数值计算比较了两种理论在描述细观力学性能方面的差异.

关键词：应变梯度理论材料长度参数有限元 C1弱连续 C0-1分片检验

二维摩擦接触问题迭代法与非线性互补算法的等价性

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工程力学 2001年第6期18卷 33-38页

作者：陈万吉李学文大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116023

本文证明了二维摩擦接触问题一种迭代法与非线性互补算法的等价性,为迭代法的收敛性找到了理论依据,并由此提出了这种迭代法的修正方法,使迭代法也能保证收敛。

关键词：二维摩擦接触迭代法收敛性非线性互补算法等价性增量求解

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基于面积坐标与B网方法的四边形样条单元

力学学报 2010年第1期42卷 83-92页

作者：陈娟李崇君陈万吉大连理工大学数学科学学院大连116024 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024 沈阳航空工业学院飞行器结构分析研究所沈阳110136

传统等参元方法中,S型等参元完备阶较低,对网格畸变敏感,L型等参元具有高阶完备性但需要使用内部节点.另外,由于引入等参变换,采用数值积分可能导致总刚度矩阵出现奇异性.利用三角形面积坐标与B网方法建立了一类平面四边形的样条单元函... 详细信息

传统等参元方法中,S型等参元完备阶较低,对网格畸变敏感,L型等参元具有高阶完备性但需要使用内部节点.另外,由于引入等参变换,采用数值积分可能导致总刚度矩阵出现奇异性.利用三角形面积坐标与B网方法建立了一类平面四边形的样条单元函数,它们的特点是满足协调条件,克服网格畸变敏感性.其中8节点和12节点单元分别为2次和3次样条函数,对直角坐标分别具有二阶和三阶完备性,高于相同节点的S型等参元.通过算例测试了这些样条单元,并与等参元和其它四边形单元比较,数值结果显示了它们的高精度和有效性.

关键词：单元样条函数 8/12节点四边形单元面积坐标 B网方法单元完备阶

新型整体-局部高阶剪切变形理论及层合板精化三角形单元

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计算力学学报 2005年第6期22卷 639-645页

作者：吴振陈万吉大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116023

基于整体-局部位移方法,建立了一种高阶剪切变形理论。整体位移部分采用的是R eddy理论的位移模式(1984),局部位移为L I X Y等(1997)建立的1,2-3理论的局部函数。这一理论使满足自由表面条件的R eddy理论进一步满足层间位移、应力连续,... 详细信息

基于整体-局部位移方法,建立了一种高阶剪切变形理论。整体位移部分采用的是R eddy理论的位移模式(1984),局部位移为L I X Y等(1997)建立的1,2-3理论的局部函数。这一理论使满足自由表面条件的R eddy理论进一步满足层间位移、应力连续,同时有效减少了1,2-3理论的未知数个数。基于此理论深入开展了有限元法研究,建立了满足C1连续条件的精化三节点三角形单元(每个节点参数为9个)。计算结果表明:建立的精化单元能准确计算整体位移和层间应力。

关键词：高阶剪切变形理论复合材料层合板精化三角形板单元

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夹层板结构层间应力数值分析

大连理工大学学报 2006年第3期46卷 313-318页

作者：吴振陈万吉大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

夹层板由两块高强度表层板和较软的中间夹心层组成,表层剪切刚度大,夹层剪切刚度小.这些特点将会给夹层板层间应力分析增加难度.为此推导了角铺设1,2-3高阶剪切变形理论,这一理论满足层间位移、应力连续条件和自由表面条件,并且未知量... 详细信息

夹层板由两块高强度表层板和较软的中间夹心层组成,表层剪切刚度大,夹层剪切刚度小.这些特点将会给夹层板层间应力分析增加难度.为此推导了角铺设1,2-3高阶剪切变形理论,这一理论满足层间位移、应力连续条件和自由表面条件,并且未知量个数独立于夹层板的层数.基于此理论建立了满足C1连续条件的三节点三角形单元并用于夹层板结构层间应力分析.计算结果表明:根据推导的三角形单元,由求得的应变可以精确计算层间横向剪切应力和面内应力,进一步地,采用平衡方程后处理方法可以准确地计算层间法向应力.

关键词：夹层板层间应力高阶剪切变形理论三角形板单元

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四边形单元面积坐标插值的新方法

工程力学 2010年第5期27卷 45-52,67页

作者：陈娟李崇君陈万吉大连理工大学数学科学学院辽宁大连116024 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 沈阳航空工业学院飞行器结构分析研究所辽宁沈阳110136

该文利用三角形面积坐标插值和B网方法建立了平面四边形样条单元函数,这类单元函数的特点是满足协调条件,4/8/12节点四边形单元函数分别具有1/2/3次完备阶。其中后两个单元函数的完备阶数高于同类等参元和面积坐标广义协调元,并且应力... 详细信息

该文利用三角形面积坐标插值和B网方法建立了平面四边形样条单元函数,这类单元函数的特点是满足协调条件,4/8/12节点四边形单元函数分别具有1/2/3次完备阶。其中后两个单元函数的完备阶数高于同类等参元和面积坐标广义协调元,并且应力在单元内部连续。该文通过算例测试了这些单元,数值结果显示它们具有高精度并克服了网格畸变的敏感性。

关键词：有限元四边形单元三角形面积坐标 B网方法单元函数完备阶

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三维摩擦接触问题算法精度和收敛性研究

大连理工大学学报 2003年第5期43卷 541-547页

作者：陈万吉胡志强大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学土木工程系辽宁大连116024

回顾了摩擦接触问题的现有解法,包括Lagrange乘子法、惩罚函数法、增广Lagrangian乘子法,线性互补模型及互补类非线性方程组方法等,尤其是近期关于非线性方程组方法的系列研究结果:(1)三维弹性摩擦接触问题互补类非线性方程组的光滑化解... 详细信息

回顾了摩擦接触问题的现有解法,包括Lagrange乘子法、惩罚函数法、增广Lagrangian乘子法,线性互补模型及互补类非线性方程组方法等,尤其是近期关于非线性方程组方法的系列研究结果:(1)三维弹性摩擦接触问题互补类非线性方程组的光滑化解法;(2)将其推广为非光滑解法;(3)三维弹塑性摩擦接触问题增量方程和算法.非线性方程组方法解法基于严格的数学理论基础,严格地满足接触条件,并用随机数产生的接触柔度矩阵证实了算法的收敛性,由于每个接触点对的未知数只有3个,不含任何人工变量,同时,算法有局部二次收敛率且计算效率很高.为了考察以增广拉格朗日法为代表的工程中流行算法的精度和收敛性,设计了一个典型的弹性摩擦接触问题算例,证实了通用程序ANSYS的增广拉格朗日法是近似的并且不能保证收敛.

关键词：三维摩擦接触增量方程非线性方程组 Lagrange乘子法惩罚函数法增广Lagrangian乘子法收敛性