梁板壳有限单元中的各种闭锁现象及解决方法

对梁元和板壳单元中存在的各种闭锁现象进行详细的分析,对现有的一些解决方法的优劣性进行比较,以使人们对闭锁现象有更深入的认识,并能有效地消除或减轻它们的不利影响.分别在二维、三维梁元与板壳单元有限元公式中引入Hellinger-Reissner混合函数或降阶积分,以减轻或消除闭锁现象对单元计算精度的不利影响.通过4个算例来阐明闭锁现象随单元受力情况、单元厚度、单元网格划分的不同而对结构非线性分析结果所带来的不同程度的影响.结果表明,闭锁现象对结构的数值分析结果影响显著,对以受弯为主而膜应力很小甚至为零的单元,膜闭锁现象非常严重,而对薄壁单元,剪切闭锁的影响特别严重;采用单元的混合公式或在协调元中采用降阶积分,可有效地消除单元的各种闭锁现象和插值函数的误差对单元计算精度带来的不利影响,能使单元计算精度和计算效率得到显著改善.

CMOS模拟开关中的闭锁现象及消除方法

本 文描述了CMOS集成电路中的闭锁现象的机理,分析了寄生PnPn可控硅的触发条件.提出了防止CMOS模拟开关电路闭锁的措施,以及本电路的版图设计和工艺设计的原则,从而实现消除闭锁现象的目的.最后介绍了研制中的CMOS模拟开关的抗闭锁性能和电路性能.

一种求解线弹性问题的无闭锁低阶虚拟元方法

研究了二维区域上线弹性问题的低阶虚拟元方法.用不连续的分段线性向量值函数增扩低阶协调虚拟元空间来构造离散空间,设计了一种离散方法,证明了能量范数下的误差是最优收敛的,和Lamé常数λ无关.最后给出数值算例验证了理论结果.

大学生人际交往闭锁性的成因与教育对策

人际交往主要是指人与人之间的精神联系,是指人的情感、兴趣、思想和观点的相互交流,目的是建立一定的相互关系,组织成群体,满足人们的共同需要。马克思认为“个人是社会的存在物”。人只有生活在社会中,在与他人的交在中才能成其为人,产生人的意识,形成人的个性。因此,交往是人类的一种基本需要,也是满足人的各种心理需要的活动方式。

基于面积坐标的四边形杂交有限元法

本文针对二维线弹性问题提出了一种基于面积坐标的新型杂交应力四边形有限元法AGQ-LQ 6.该方法基于广义Hellinger-Reissner变分原理,位移逼近采用含内部位移的四节点广义协调元,应力逼近则采用九参数线性应力模式.数值算例表明,本文构造的有限元既能保持面积坐标广义协调元对网格畸变不敏感及粗网格精度较高的优点,又能有效克服泊松闭锁现象.

六面体单元在压印成形模拟中的应用

针对动力显式压印成形模拟系统COINFORM中单点积分单元的沙漏问题,建立了一种采用多点积分方案的八节点六面体单元。推导了体积闭锁和剪切闭锁的产生机理,采用假设应变法,成功消除了单元在近似不可压缩变形中的体积闭锁和弯曲变形中的剪切闭锁。将建立的六面体单元与COINFORM相结合,对银999纪念币压印成形模拟算例进行了分析。研究结果表明,提出的多点积分六面体单元在压印模拟中不存在闭锁现象,且比COINFORM原有单元具有更高的计算精度。

用于光滑/非光滑壳的稳定化新型协同转动4节点四边形壳单元

该文发展了一种适用于光滑壳和非光滑壳的新型协同转动4节点四边形壳单元。在单元中每个节点采用了3个平动自由度和2/3个矢量型转动自由度,每个光滑壳的节点或非光滑壳的非交界节点采用壳中性面法向矢量的2个最小分量作为矢量型转动变量,在非光滑壳中性面交界线上的节点采用3个矢量型转动变量,他们分别是节点定向矢量组中一个定向矢量的较小或最小分量和另一定向矢量的2个最小分量。在非线性增量求解过程中,这些矢量型转动变量可以采用简单的加法将增量累加到原矢量中直接进行更新,且采用了协同转动框架的单元在局部和整体坐标系下得到的切线刚度矩阵都是对称的,结构整体切线刚度矩阵可以采用一维线性存储,可节省大量的计算机存储资源和计算时间。为消除膜闭锁和剪切闭锁的不利影响,采用单点积分方案计算单元内力矢量和切线刚度矩阵,并借鉴Belytschko提出的物理稳定化零能模态控制法来消除可能出现的零能模态。通过对2个光滑壳和2个非光滑壳进行非线性分析,检验了单元的可靠性、计算效率与计算精度。

采用应变差分离法的新型协同转动三边形曲壳单元

发展了一种能够解决结构大位移、大转角问题的新型协同转动三边形曲壳单元.不同于现有的其他协同转动有限元法,本单元有如下特色:1)采用了矢量型节点转动变量,它们是单元节点处曲壳中面法向矢量的2个较小分量;2)所有的节点变量在增量求解过程中都是采用简单的加法进行更新的;3)单元的切线刚度矩阵是通过计算单元应变能对节点变量的二阶微分得到,且节点变量间的微分次序是可互换的,因而得到的切线刚度矩阵是对称的.为消除可能出现的闭锁现象,在计算单元应变能时引入了假定膜应变和假定剪切应变.这些假定应变采用应变差分离法计算,它们不影响单元切线刚度矩阵的对称性.通过对4个典型算例的分析,验证了单元的可靠性、计算精度和计算效率.

弹性力学问题Locking-free有限元离散系统的两水平方法

高次协调元能有效克服弹性力学问题的闭锁(Locking)现象,称这种单元为无闭锁(Locking-free)有限元,但它与线性元相比,往往需要更多的计算机存储单元,具有更高的计算复杂性。针对弹性力学问题Locking-free(四次)有限元离散系统的求解,本文通过分析四次有限元与二次有限元空间之间的关系,并利用有限元基函数的特殊性质,如紧支集性,建立一种以二次有限元(P2)为粗水平空间的两水平方法;然后,利用减缩积分方案,以P2/P0元作为四次元空间的粗水平空间,并结合有效的磨光算子,为Locking-free有限元离散系统设计具有更好计算效率和鲁棒性的求解方法。数值实验结果验证了算法的有效性。

三维近不可压缩弹性问题的罚函数有限元分析

对三维近不可压缩弹性问题,利用常规有限元进行求解时会出现体积闭锁现象,需要采用某些特殊的方法。罚函数协调有限元法具有程序实现简单、罚数易于确定以及不改变泛函驻值性质等特点,是克服体积闭锁现象的一种有效方法。本文,针对混合边界条件的三维近不可压缩问题,详细推导了罚函数有限元法的计算格式,分析该方法实施成功的条件,并通过数值实验验证了该方法对解决体积闭锁现象的有效性和鲁棒性。在三维有限元分析中,剖分网格的质量将对计算精度和求解效率产生很大影响,实际计算时若能采用各向同性网格,则对问题的分析将具有更好的收敛性。

二维不可压材料线弹性有限体积法的研究

发展了一种针对二维不可压材料线弹性问题的格点型有限体积法(CV-FVM),将不可压约束条件加入到线弹性体控制方程中,采用双线性四边形单元,对控制方程的数值离散过程做了详细的推导.将位移以及静水压力作为待解量进行直接求解,其分别存储在单元节点以及单元中心,并假设静水压力在单元内分布一致.对不可压材料的方板以及无限长圆管的线弹性问题进行了数值验证.通过数值解与理论解的对比,发现采用发展的CV-FVM可以避免有限元中当泊松比为0.5时所出现的闭锁现象,通过增加网格密度可以得到较高精度的数值解.

基于ANSYS的三维近不可压缩问题的有限元分析

有限元方法是数值求解三维弹性问题的一类重要的离散化方法.在实际工程中,有相当多的材料(如橡胶、塑料等)呈现出近不可压缩(泊松比ν→0.5)的性质,利用常规有限元进行求解时会出现体积闭锁(Locking)现象,需要采用某些特殊的方法.本文基于ANSYS平台系统研究了六面体网格剖分下高阶单元法、减缩积分法及基于u/p格式的混合高阶元法对求解混合边界条件的三维近不可压缩问题的有效性和鲁棒性(robustness).数值结果表明:这三种协调有限元法均能有效地克服三维弹性材料的Locking现象,其中混合高阶元法最为精确,计算所得位移值均随网格尺寸变小而稳定地收敛于理论解.

Reissner-Mindlin板的非协调稳定化三角形有限元方法分析

本文提出了一种新的格式,讨论了Reissner-Mindlin板问题的一种非协调三角形有限元逼近。取挠度空间为协调的一次元,角位移空间为非协调一次元,剪切力空间取分片常数元,证明了该格式对任意板厚都收敛,可以避免剪切闭锁现象,并有最优一致误差估计,比Arnold("Analysis of a linear-linear finite element for the Reissner-Mindlin plate model")一文中的收敛结果好。最后还给出了零范数估计。

激光陀螺仪的研究进展

本文概述了激光陀螺仪的国内外发展概况、与传统机械陀螺仪相比下的优缺点、需要突破的技术及其改进方案，重点分析了激光陀螺仪的物理原理，闭锁现象 的产生及其解决的三种方法。希望通过对激光陀螺仪的这些方面的介绍，从一个侧面阐明了物理学与现在科技的联系。

对小组合作学习的实践及应对策略

课堂是素质教育的主渠道。实施合作学习,关注学生在课堂师生互动、自主学习、同伴合作中的行为表现、参与热情、情感体验和探究、思考的过程等,不仅改善了课堂内的社会心理气氛,而且增强了学生的自信心,提高了学生的学习兴趣,培养了学生的创新能力。

厂用电快切在黑启动过程中的应用及优化

燃机电厂黑启动过程中,厂用电最初由柴油发电机带载,当燃机启动成功后,再通过快切装置切换到燃机发电机带载。针对快切装置切换过程中频繁出现的闭锁现象,通过优化切换模式参数及切换程序,提高了切换装置的可靠性。

无闭锁固态激光陀螺仪的探讨

本文介绍了国内外对固态激光陀螺(RLG)研究的最新状况，包括2001年作者与美国新墨西哥大学共同发表的无闭锁RLG方案研究结果，采用超短激光脉冲消除了RLG的闭锁现象。在此基础上，作者提出了一种适合我国现有条件无闭锁RLG工程化结构的设计方案，并对这种RLG的关键器件，包括固态激光器、环形谐振腔、透射式饱和吸收器及电光调制器等，进行了理论与初步的实验研究。

稳定化的新型协同转动四边形曲壳单元

发展了一种新型协同转动9节点四边形曲壳单元。在单元中采用了矢量型转动变量,它们是节点处中性面法向矢量的两个较小分量,在增量求解过程中它们的增量是采用简单的加法直接累加的,因此在更新切线刚度矩阵时可以提高单元计算效率和简化计算过程。不同于现有的其它协同转动有限元公式,本单元的切线刚度矩阵可以通过计算应变能或能量混合泛函对节点变量的二次微分得到,且节点变量的微分次序是可以互换的,因而得到的单元切线刚度矩阵是对称的。为消除或减轻闭锁现象的不利影响,采用了降阶积分法来计算单元内力矢量和切线刚度矩阵,并采用稳定化方法消除可能出现的伪零能模态。多个算例的分析结果表明:本文发展的9节点四边形曲壳单元的可靠性、收敛性和计算精度是令人满意的。

弱有限元方法在线弹性问题中的应用

本文考虑弱有限元(简称WG)方法在线弹性问题中的应用.WG方法是传统有限元方法的推广,用于偏微分方程的数值求解.和传统有限元一样,它的基本思想源于变分原理.WG方法的特点是使用在剖分单元内部和剖分单元边界上分别有定义的分片多项式函数(即弱函数)作为近似函数来逼近真解,并针对弱函数定义相应的弱微分算子代入数值格式进行计算.除此之外,WG方法允许在数值格式中引进稳定子以实现近似函数的弱连续性.WG方法具有允许使用任意多边形或多面体剖分,数值格式与逼近函数构造简单,易于满足相应的稳定性条件等优点.本文考虑WG方法在求解线弹性问题中的应用.围绕线弹性问题数值求解中常见的三个问题,即:数值格式的强制性,闭锁性,应力张量的对称性介绍WG方法在线弹性问题求解中的应用.

针刀治疗手指狭窄性腱鞘炎86例

手指狭窄性腱鞘炎是一种常见的腱鞘非特异性炎症,其中包括指屈肌腱鞘炎(俗称弹响指或板机指)和拇长屈肌腱鞘炎(俗称弹响拇)。自1996年2月至2000年2月,我们采用小针刀疗法治疗此病,报道如下。