检索结果-南通市图书馆

基于非均匀光滑有限元法的功能梯度压电梁自由振动分析

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中南大学学报（自然科学版） 2016年第1期47卷 48-53页

作者：蔡斌周立明吉林建筑大学土木工程学院吉林长春130118 吉林大学机械科学与工程学院吉林长春130022

为了提高求解功能梯度压电材料动响应的精度,克服有限元系统刚度偏硬的缺点,提出非均匀Cell-based光滑有限元法。基于单元的梯度光滑操作,考虑材料物性沿宽度方向呈梯度连续变化,推导非均匀Cell-based光滑有限元法的基本公式,分析功能... 详细信息

为了提高求解功能梯度压电材料动响应的精度,克服有限元系统刚度偏硬的缺点,提出非均匀Cell-based光滑有限元法。基于单元的梯度光滑操作,考虑材料物性沿宽度方向呈梯度连续变化,推导非均匀Cell-based光滑有限元法的基本公式,分析功能梯度压电悬臂梁的材料物性参数遵循不同梯度分布规律时结构自由振动的固有频率与振型,并与FEM求解结果进行对比。研究结果表明:光滑梯度操作可降低有限元系统的刚度,非均匀Cell-based光滑有限元法的数值解更加接近真实解,从而可为功能梯度压电材料的进一步应用提供参考。

关键词：非均匀光滑有限元法功能梯度压电材料自由振动梯度光滑技术

基于一种新型三角形壳元的汽车车身部件模态分析

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机械工程学报 2011年第6期47卷 101-106页

作者：崔向阳李光耀徐峰祥湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

针对现有的三角形壳元难以用于汽车车身模态分析的问题,提出一种基于边光滑的三角形壳元用于汽车车身部件的模态分析。壳单元公式基于一阶剪切变形理论,并采用离散剪切间隙有效地消除剪切自锁。问题模型首先离散成可自动生成的非结构三... 详细信息

针对现有的三角形壳元难以用于汽车车身模态分析的问题,提出一种基于边光滑的三角形壳元用于汽车车身部件的模态分析。壳单元公式基于一阶剪切变形理论,并采用离散剪切间隙有效地消除剪切自锁。问题模型首先离散成可自动生成的非结构三角形网格,并在三角形网格的基础上进一步形成基于边的积分区域。提出一种基于边的局部坐标系统,并在局部坐标系内通过梯度光滑技术获得积分域内的光滑应变,从而调节系统刚度,有效地改善结果的精度。基于光滑迦辽金格式构造离散系统方程,并建立基于边光滑三角形壳元的刚度矩阵和质量矩阵列式,对复杂的汽车车身部件进行模态分析。通过与现有软件和参考结果的对比,验证所提算法的有效性和高精度。

关键词：三角形壳元模态分析梯度光滑技术

基于随机场正交展开理论的Cell-based随机光滑有限元方法

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东北大学学报（自然科学版） 2015年第8期36卷 1164-1169页

作者：周立明孟广伟李锋郭学东吉林大学机械科学与工程学院吉林长春130025 吉林大学交通学院吉林长春130025

为解决工程结构中随机参数大变异问题,提出基于正交展开理论的Cell-based随机光滑有限元方法.该方法采用Karhunen-Loève级数将随机场分解为不相关随机变量,再使用混沌多项式将位移随机响应展开,将展开后的随机场及位移响应引入到Cell-b... 详细信息

为解决工程结构中随机参数大变异问题,提出基于正交展开理论的Cell-based随机光滑有限元方法.该方法采用Karhunen-Loève级数将随机场分解为不相关随机变量,再使用混沌多项式将位移随机响应展开,将展开后的随机场及位移响应引入到Cell-based光滑有限元中.详细推导了基于正交展开理论的Cell-based随机光滑有限元平衡方程,进一步给出了结构位移均值与协方差矩阵的计算公式,具有对网格要求低、计算精度高的优点,并对材料特性具有随机性的带孔方板的随机响应问题进行了分析,数值算例结果表明该方法是正确有效的.

关键词： Cell-based随机光滑有限元 Karhunen-Loève展开混沌多项式梯度光滑技术随机场

磁电弹结构多场耦合分析的稳定Node-based光滑径向基点插值法

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湖南大学学报（自然科学版） 2020年第10期47卷 92-99页

作者：任书慧孟广伟王吉贤周立明吉林大学机械与航空航天工程学院吉林长春130025

为提高磁电弹结构分析的精度,提出稳定Node-based光滑径向基点插值法(SNS-RPIM).基于传统Node-based光滑径向基点插值法(NS-RPIM),引入与场变量梯度方差有关的稳定项,消除不确定参数,推导了多场耦合问题的SNS-RPIM方程,求解了磁电弹结... 详细信息

为提高磁电弹结构分析的精度,提出稳定Node-based光滑径向基点插值法(SNS-RPIM).基于传统Node-based光滑径向基点插值法(NS-RPIM),引入与场变量梯度方差有关的稳定项,消除不确定参数,推导了多场耦合问题的SNS-RPIM方程,求解了磁电弹结构静力响应问题,并与有限元法计算结果进行比较.数值算例结果表明,SNS-RPIM能够得到更加接近真实解的结果,有效解决了有限元系统刚度偏硬的问题;在精度与收敛性方面,SNS-RPIM比有限元法表现得更加出色,从而为磁电弹材料的进一步应用提供了有效的分析方法.

关键词：稳定光滑径向基点插值法磁电弹材料复合材料梯度光滑技术数值方法

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基于边光滑有限元法的骨重建力电效应

医用生物力学 2022年第4期37卷 631-637页

作者：朱婷婷刘宝会王刚刘易河北工业大学机械工程学院天津300401 国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心天津300401 天津市北辰区中医医院急诊科天津300499

目的针对骨重建压电效应仿真分析时传统有限元法(finite element method,FEM)数值解精度差的问题,提出了一种基于边的光滑有限元法(edged-based smoothed FEM,ES-FEM)模型。方法基于三角形背景网格构建光滑域,依托梯度光滑技术获得光滑... 详细信息

目的针对骨重建压电效应仿真分析时传统有限元法(finite element method,FEM)数值解精度差的问题,提出了一种基于边的光滑有限元法(edged-based smoothed FEM,ES-FEM)模型。方法基于三角形背景网格构建光滑域,依托梯度光滑技术获得光滑应变梯度与光滑电场梯度,在光滑伽辽金弱形式的框架下构造系统离散方程。结果采用上述模型能反映压电效应下骨重建过程中骨密度变化和电势分布,相比于FEM,ES-FEM能够在一定程度上提高骨重建仿真结果的精度。结论提出的边光滑有限元模型能够更准确地模拟出骨重建过程,该方法对骨重建压电效应问题的准确预测为骨类疾病临床研究提供有效的理论依据。

关键词：骨重建边光滑有限元法梯度光滑技术压电效应数值算法

压电分流阵列板复能带结构计算的ES-FEM方法

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噪声与振动控制 2023年第1期43卷 43-49页

作者：杨兴家杨会松王刚河北工业大学机械工程学院天津300401

为了提高压电分流阵列板复能带结构的计算精度,构造一种基于Mindlin假设的边光滑有限元法(ES-FEM)数值模型。以单个原胞为研究对象,采用三角形单元对其进行离散。基于背景单元的各条边,进一步构造相应的光滑域,依托梯度光滑技术(GST)建... 详细信息

为了提高压电分流阵列板复能带结构的计算精度,构造一种基于Mindlin假设的边光滑有限元法(ES-FEM)数值模型。以单个原胞为研究对象,采用三角形单元对其进行离散。基于背景单元的各条边,进一步构造相应的光滑域,依托梯度光滑技术(GST)建立光滑应变场。最后通过建立离散系统方程并结合Bloch定理对复能带结构进行求解,并进一步探究电学参量对带隙的影响规律。研究结果表明:ES-FEM方法能够有效提高压电分流阵列板复能带结构的计算精度;电阻和电感等参数分别对局域共振带隙的衰减峰值和位置有显著影响,而对布拉格带隙则影响较小。

关键词：振动与波压电分流阵列板边光滑有限元法梯度光滑技术复能带结构带隙调控规律

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基于面光滑有限元法的三维声传播问题研究

舰船科学技术 2015年第12期37卷 104-109页

作者：尤小健李威柴应彬武汉第二船舶设计研究所湖北武汉430064 华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074 船舶和海洋水动力湖北省重点实验室湖北武汉430074 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

为解决标准有限元方法"过刚"的特性,采用一种基于面的光滑有限元法(FS-FEM)来求解三维声学问题,在FS-FEM模型当中,应用四节点的四面体单元来离散三维声场域,通过与四面体单元面相关的光滑域并运用伽辽金弱形式来建立线性离散系统的控制... 详细信息

为解决标准有限元方法"过刚"的特性,采用一种基于面的光滑有限元法(FS-FEM)来求解三维声学问题,在FS-FEM模型当中,应用四节点的四面体单元来离散三维声场域,通过与四面体单元面相关的光滑域并运用伽辽金弱形式来建立线性离散系统的控制方程,在面光滑域上进行的梯度光滑操作能够"软化"原来"过刚"的FEM模型,因此能够减少数值离散误差。数值仿真结果表明:运用相同的网格密度,FS-FEM能够得到比FEM更加精确的计算结果。

关键词：面光滑有限元法梯度光滑技术声学数值方法

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基于光滑有限元法的屏蔽微带线静电场研究

电子器件 2023年第2期46卷 379-385页

作者：黄湛勇王刚安玉民河北工业大学机械工程学院天津300401 天津市新能源汽车动力传动与安全技术重点实验室天津300130

传统有限元方法(FEM)在预测屏蔽微带线横截面电势时存在效率低、精度差的缺陷,针对这种情况,构造了一种屏蔽微带线电势模拟的光滑有限元(S-FEM)数值模型。基于三角形背景网格的边、节点构建光滑域,依托梯度光滑技术(GST)对电势梯度进行... 详细信息

传统有限元方法(FEM)在预测屏蔽微带线横截面电势时存在效率低、精度差的缺陷,针对这种情况,构造了一种屏蔽微带线电势模拟的光滑有限元(S-FEM)数值模型。基于三角形背景网格的边、节点构建光滑域,依托梯度光滑技术(GST)对电势梯度进行光滑处理,最后根据光滑Galerkin弱形式得到系统离散方程。应用构造方法对屏蔽单微带线、屏蔽耦合微带线静电场进行了模拟,结果表明:相比FEM,S-FEM能有效提升计算效率与精度,在屏蔽微带线的设计研究中具有一定应用价值。

关键词：屏蔽微带线光滑有限元梯度光滑技术静电场

基于CS-FEM的某制导炮弹弹体动力特性分析

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机械设计 2024年第4期41卷 14-19页

作者：叶楠程建宇冯世哲河北工业大学机械工程学院天津300401

常规有限元法采用六面体单元进行动力特性分析时,由于数值模型刚度过大导致计算误差较大且无法克服网格畸变。因此,文中在常规有限元法的基础上引入梯度光滑技术,采用基于单元的光滑有限元法(CS-FEM)对某制导炮弹弹体进行动力特性分析,... 详细信息

常规有限元法采用六面体单元进行动力特性分析时,由于数值模型刚度过大导致计算误差较大且无法克服网格畸变。因此,文中在常规有限元法的基础上引入梯度光滑技术,采用基于单元的光滑有限元法(CS-FEM)对某制导炮弹弹体进行动力特性分析,该方法能有效降低系统数值模型刚度且无需进行坐标变换和形函数求导,从而避免网格畸变带来的精度降低及求解困难等问题。计算结果表明:相同网格数目情况下,CS-FEM能够有效提高弹体固有频率及振型的求解精度,同时具有较高的收敛速度,在制导炮弹弹体动力特性分析方面具有较好的应用前景。

关键词：制导炮弹动力特性 CS-FEM 梯度光滑技术