地下复合组合框架结构动力响应分析的双厚梁有限元法

一、概述与计算模型 防护工程的重要问题之一是地下结构的动力分析,而地下结构分析的关键又在于结构与介质的相互作用问题。这一课题在国内外已开展了相当广泛的研究,但一直未能得到比较满意的解决。其主要原因在于结构与周围介质动力相互作用是一个相当复杂的力学、数学问题。一些比较精确的分析方法,如:波动理论解析解,其解题范围十分有限;三维有限元法存在计算工作量大和边界难于处理等问题;引入人工边界的二维有限元法费用仍甚高,并需要掌握一定计算技术。作为应用。

复合材料板壳结构的杂交/混合有限元分析

本文建立了一个9节点Lagrange退化壳杂交/混合有限元模型,以用于复合材料板壳结构的有限元分析。该有限元模型基于修正的Hellinger-Reissner原理,位移和应力均采用分离法思想,使得这一单元不仅具有下列优点:1.位移和应力计算精度都比较高;2.消除了多余零能变形模式;3.具有厚薄通用性;4.具有几何不变性,并且较之一般杂交/混合单元计算工作量进一步降低。单元还考虑了横向剪切影响。计算实例表明,本单元关于复合材料浅壳和深壳的解都与参考解吻合很好,且收敛很快。

一种采用应力分离法的杂交/混合板壳单元

本文利用一种采用应力分离法的杂交/混合板壳有限元模型分析板壳结构静力学问题。分析表明,该元素在总体水平上没有多余零能模式。而且,该元素通过了薄板的闭锁试验,对薄壳算例也没有观察到闭锁现象。与参考解相比,该元素对各种壳结构均能适用,且收敛性较好,精度也较高。

轴对称壳的杂交/混合有限元计算

本文建立了一个轴对称截锥壳杂交/混合有限元模型。它引入了不相容位移场而放松了平衡方程,并且在构造上考虑了克服闭锁和消除多余零能模型。数值算例表明,这种有限元模型对位移和应力都有较好的计算精度。特别有意义的是,在比较稀疏的网格划分下可得到足够好的结果。此外,还比较了几种不同的元素构造方案。

浅埋地下结构抗爆动力计算的多元耦合模型

本文以一给平面波理论为基础，结合浅埋地下玻璃纤维增强聚酯复合材料组合结构的特殊性，建立了厚梁有限元－柱有限元－无穷元的耦合模型。该模型在分析浅埋地下复合组合结构－土介质相互作用时，具有以下优点：容易计入横向剪切影响和进行几何非线性计算，可以考虑整体沉陷对结构内力的影响。数值计算结果表明了所提出的耦合模型对地下复合组合结构的动力响应分析具有良好的计算精度。