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钢梁承载潜力的自适应分析

中国铁道科学 2007年第6期28卷 60-64页

作者：原海燕阎贵平刘磊北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

自适应分析研究超出弹性极限的重复载荷作用下结构的弹塑性行为。与其他塑性理论相比,自适应理论的分析结果更逼近结构塑性破坏的实质。以日本某桥为例,以增量分析法为基础编制有限元程序,采用Timoshenko弹塑性分层梁单元模拟连续实腹... 详细信息

自适应分析研究超出弹性极限的重复载荷作用下结构的弹塑性行为。与其他塑性理论相比,自适应理论的分析结果更逼近结构塑性破坏的实质。以日本某桥为例,以增量分析法为基础编制有限元程序,采用Timoshenko弹塑性分层梁单元模拟连续实腹钢梁桥结构,进行其在重复载荷作用下自适应行为分析。结果表明:随活载系数的增加,结构依次经历全弹性承载、自适应和塑性增量破坏3个阶段;按自适应理论分析,该梁能够承受的最大活载是设计活载的2.804倍;可见,对于按容许应力法设计的旧有钢桥,自适应分析能极大地挖掘其承载潜力。

关键词：自适应分析连续钢梁桥非线性有限元 Timoshenko分层梁单元

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共轭曲面自适应分析的离散解析原理

机械工程学报 2000年第2期36卷 34-37页

作者：郭为忠邹慧君王石刚上海交通大学机械工程学院上海200030

为便于构建计算机自动分析系统，提出共轭曲面自适应分析的离散解析原理，即曲面的分析按离散点进行，在每一离散点上遵循共轭曲面解析原理。共轭曲面曲率分析是共轭曲面理论的一个重要内容。认为创成曲面决定于母曲面马和相对运动的共... 详细信息

为便于构建计算机自动分析系统，提出共轭曲面自适应分析的离散解析原理，即曲面的分析按离散点进行，在每一离散点上遵循共轭曲面解析原理。共轭曲面曲率分析是共轭曲面理论的一个重要内容。认为创成曲面决定于母曲面马和相对运动的共同作用，通过对Σ２和相对运动的综合分析，获得马上相应点的曲率特性。从共轭条件的导数形式出发，推导出由母曲面及相对运动获得创成曲面Σ１曲率特性的公式，在数学模型上将离散运算和解析原理结合起来，与作者此前提出的共轭曲面自适应综合的离散解析原理相统一。“离散解析原理”使得计算机智能化、自适应处理共轭曲面问题成为可能，为相关ＣＡＤ／ＣＡＭ应用系统开发及共轭曲面理论的广泛深人应用奠定坚实的基础。

关键词：共轭曲面自适应分析离散解析

凸轮廓面特性自适应分析的共轭曲面离散解析原理

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机械设计与研究 1999年第1期15卷 40-42页

作者：郭为忠邹慧君王石刚汪利上海交通大学

目前，凸轮ＣＡＤ／ＣＡＭ系统中廓面分析的数学模型是刚性的，这从根本上制约了凸轮ＣＡＤ／ＣＡＭ系统的柔性。本文将廓面分析建立在共轭曲面理论的基础上，提出了共轭曲面分析的离散解析原理。从共轭曲面的生成过程出发，认为轮廓曲... 详细信息

目前，凸轮ＣＡＤ／ＣＡＭ系统中廓面分析的数学模型是刚性的，这从根本上制约了凸轮ＣＡＤ／ＣＡＭ系统的柔性。本文将廓面分析建立在共轭曲面理论的基础上，提出了共轭曲面分析的离散解析原理。从共轭曲面的生成过程出发，认为轮廓曲面Σ１是从动曲面Σ２以及相对运动共同作用的结果，通过对从动曲面Σ２和相对运动的分析，获得轮廓曲面Σ１上相应点的特征。作者推导了由从动曲面Σ２及相对运动获得轮廓曲面Σ１特性的公式，从数学模型上将离散运算和共轭曲面解析处理结合起来。“离散解析原理”使得计算机智能化、自适应处理解析的共轭曲面问题成为可能。这为构建高柔性凸轮ＣＡＤ／ＣＡＭ系统奠定了坚实的理论基础，并提供了有效的实现方法。

关键词：凸轮 CAD CAM 自适应分析离散解析共轭曲面

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钢桥自适应分析

北京交通大学学报 2008年第1期32卷 69-73页

作者：原海燕阎贵平刘磊北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

自适应分析是钢桥塑性分析理论的一个新方向,它以重复载荷作用下结构的自适应现象为基础,挖掘结构的承载潜力.本文以连续钢梁桥为对象,分析了重复载荷作用下结构的特殊行为,以一个两跨连续梁为例,用增量分析法计算了结构的自适应极限载... 详细信息

自适应分析是钢桥塑性分析理论的一个新方向,它以重复载荷作用下结构的自适应现象为基础,挖掘结构的承载潜力.本文以连续钢梁桥为对象,分析了重复载荷作用下结构的特殊行为,以一个两跨连续梁为例,用增量分析法计算了结构的自适应极限载荷.分析表明:结构自适应的必要条件是卸载过程中不出现弯矩重分配;增量分析法原理清晰,适于编程.

关键词：土木建筑结构钢梁桥自适应分析增量分析法

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p自适应分析求解快速迭代算法的研究

华中理工大学学报 1997年第3期25卷 38-40页

作者：陈新度余俊周济机械科学与工程学院

提出一种结构系统ｐ自适应有限元分析快速求解算法．该方法以预处理共轭梯度法为基础，采用了逐单元矩阵处理技术和基于单元的分块预处理矩阵技术；提出以高斯消元法求得ｐ＝１或２时问题的解作为高阶问题初始解的求解策略，避免了显式... 详细信息

提出一种结构系统ｐ自适应有限元分析快速求解算法．该方法以预处理共轭梯度法为基础，采用了逐单元矩阵处理技术和基于单元的分块预处理矩阵技术；提出以高斯消元法求得ｐ＝１或２时问题的解作为高阶问题初始解的求解策略，避免了显式组装系统总体刚度矩阵，具有内存需求少、收敛速度快的优点．

关键词：有限元法自适应分析 p自适应有限元迭代算法

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有限元网格修正的自适应分析及其应用

工程力学 1995年第2期12卷 109-118页

作者：梁力林韵梅东北大学

本文在对有限元变量连续条件分析的基础上，将应力误差范数用于计算结果的误差估计，使非结构化网格生成系统与有限元计算有机地结合起来，并将网格单元修正的自适应分析应用于二维应力集中问题的研究，从而实现了有限元最佳化离散，提... 详细信息

本文在对有限元变量连续条件分析的基础上，将应力误差范数用于计算结果的误差估计，使非结构化网格生成系统与有限元计算有机地结合起来，并将网格单元修正的自适应分析应用于二维应力集中问题的研究，从而实现了有限元最佳化离散，提高了有限元数值求解的可靠性和近似程度。

关键词：网格修正自适应分析有限元应力集中

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基于二代小波有限元梁单元的自适应分析

振动．测试与诊断 2013年第S1期33卷 125-127,224页

作者：魏忠斌何育民段志善申鹏西安建筑科技大学机电工程学院西安710055

以梁单元为例,通过构造解耦的小波基函数,实现对梁单元的自适应分析,不但能够大幅度减少工作量、提高计算速度,而且得到较高的分析精度,验证了该方法的可行性和有效性。为实现更为复杂结构的二代小波有限元自适应分析提供了的研究思路。

关键词：二代小波提升方法梁单元自适应分析

基于冲压成型的动态自适应分析关键技术研究及其应用

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基于冲压成型的动态自适应分析关键技术研究及其应用

作者：刘习洲湖南大学

学位级别：硕士

薄板冲压成型过程包含几何、材料以及接触三重非线性,并且伴随大变形、大位移和大转动。在进行有限元动态仿真分析时,采用粗化网格难以精确分析局部场变量发生剧烈变化的区域,导致分析精度较低;采用细化网格能够有效提升分析精度,但会... 详细信息

薄板冲压成型过程包含几何、材料以及接触三重非线性,并且伴随大变形、大位移和大转动。在进行有限元动态仿真分析时,采用粗化网格难以精确分析局部场变量发生剧烈变化的区域,导致分析精度较低;采用细化网格能够有效提升分析精度,但会增加计算成本,导致分析效率降低。因此,如何平衡精度与效率之间的关系是薄板冲压成型仿真的关键。本文基于动态非线性有限元分析的相关理论,针对冲压成型仿真的网格自适应关键技术与应用展开了深入研究,主要贡献包括如下内容:（1）为了提高自适应有限元分析的精度,提出了基于单元应变能和冲压成型几何特征的混合误差估计准则,建立了高效可靠的自适应网格加密策略。首先,在提出能量误差估计准则和几何误差估计准则的基础上建立了混合误差估计准则;其次,使用混合误差估计准则对有限元离散模型中局部误差超过预定极限的大变形区域进行判断、识别和标记;最后,采用自适应网格加密策略对该区域网格进行加密,并采用多点约束法处理非协调网格。（2）为了提高自适应有限元分析的效率,根据自适应前后网格稀疏程度不同导致时间步长差异的特性,提出了一种阻尼子循环算法。算法充分考虑了冲压成型过程中金属板料运动速度和加速度的影响:首先,将自适应加密后的板料单元依据时间步长划分为若干个区域;其次,基于常速度子循环算法引入阻尼因子,根据时间步长对不同区域分别进行数值积分;最后,与自适应加密后所有单元采用最小时间步长求解相比,阻尼子循环算法显著减少了积分计算量,提高了自适应分析的求解效率。算例分析表明,零件成型特征的复杂度越高,算法的效率提升越明显。（3）提出了基于自适应分析模式的薄板冲压成型接触摩擦算法和接触更新算法,建立了网格自适应加密后新旧单元物理变量的传递和更新机制。数值算例结果表明,该算法降低了薄板冲压成型自适应有限元分析的计算成本,有效提高了求解精度与效率。

关键词：非线性有限元法冲压成型自适应分析误差估计子循环算法

基于EEP法的平面直杆系受迫振动自适应分析的研究

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基于EEP法的平面直杆系受迫振动自适应分析的研究

作者：陆琛宇清华大学

学位级别：硕士

基于EEP(Element Energy Projection,简称EEP)法的自适应有限元分析已经在静力问题中得以实现和应用。在一维杆件的线性强迫振动分析中也已经被成功应用。大量数值算例验证了自适应有限元算法在计算杆件强迫振动过程中的有效性,但是仍... 详细信息

基于EEP(Element Energy Projection,简称EEP)法的自适应有限元分析已经在静力问题中得以实现和应用。在一维杆件的线性强迫振动分析中也已经被成功应用。大量数值算例验证了自适应有限元算法在计算杆件强迫振动过程中的有效性,但是仍然存在一些待研究的问题。本文的工作即在基于EEP法杆件线性受迫振动自适应分析的基础上对时域有限元法的稳定性、复杂激励下杆件自适应分析的有效性进行了深入研讨,并将整套算法进一步拓展至平面直杆系结构和粘弹性梁的分析。本文的主要研究内容如下:1.对时域Galerkin有限元法的稳定性进行了初步的研究。将原有全时间域一步求解的计算格式转化成逐时间单元步求解的等价递推格式,利用谱半径法对时域Galerkin有限元法的稳定区间进行了推导,并研究引入减少时间单元Gauss积分点个数的无条件稳定格式,通过典型数值算例验证了该格式下有限元解和EEP解的收敛性。2.对复杂荷载激励下的杆件振动问题进行了基于EEP法的自适应分析。将突加荷载、三角形脉冲荷载和地震荷载作用于具有实际意义的工程问题,其计算结果与商用有限元软件SAP2000的密网格解进行对比后显示,本文方法可行可靠。3.研究了不考虑轴向和横向耦合作用的平面直杆系结构线性受迫振动的自适应有限元分析方法。针对模型问题,给出有限元算法、EEP超收敛解计算公式以及相应的自适应策略,并编制Fortran90程序,求解了具有代表性的问题。从而本文算法在杆系结构中取得初步成功。4.研究了粘弹性Euler梁的横向受迫振动的自适应分析。粘弹性Euler梁的横向受迫振动,是道路工程中最简单的路面模型。文中基于Galerkin有限元法推导了该问题空间维度的EEP超收敛计算公式,由此建立了自适应求解的算法,并编制程序,典型的数值算例结果再次显示出算法的可靠性。从而本文算法对粘弹性问题取得初步成功。

关键词：受迫振动平面杆系结构自适应分析 Galerkin法单元能量投影