层状浅壳结构热分析中的高精度等参三维退化壳单元分析

层状浅壳结构在航空航天工程领域中有广泛的使用,应用有限元进行该类结构热环境作用的数值分析时,由于热物性参数的变梯度及各向异性,需要在材料坐标系、总体坐标和参数正则坐标系之间进行转换。虑及热冲击情况,文中使用二次温度插值函数根据具体边界条件,给出具体计算列式;详细推导层状浅壳面内各向异性热传导系数由材料坐标系到参数正则坐标系的变换关系,建立各向异性层状壳结构的有限元热分析列式,提出一种中面8节点高精度等参三维退化壳单元,突破层壳材料热分析时的传统方法,并使壳结构的热特性数值分析变量减少一倍。在此工作基础上,编制相应程序,并把计算结果和ANSYS计算结果进行比较,吻合较好,不但证实文中方法的正确性,而且计算存储量和计算时间也减少一倍。

板壳非线性分析的三维退化壳条

将三维退化壳条应用到板壳结构的几何和材料非线性分析,几何非线性是通过Von Kármán假定考虑的.利用作者提出的“拟刚度矩阵法”,消除了有限条法在非线性分析时刚度矩阵与级数项的耦合,大大简化了有限条在处理非线性问题时的数值计算.两个钢筋混凝土板壳算例的结果验证这种理论方法的有效性和准确度.

复合材料层合板壳的三维退化热壳元分析

根据壳元的几何形状规定, 推导了壳元几何关系公式; 假设温度沿壳元厚度是二次多项式分布, 在给定边界条件下, 推导了壳元温度函数表达式; 根据传热定理和有限元离散原理, 推导了复合材料热传导系数从材料坐标系到有限元分析的等参元正则坐标系的变换关系, 建立了各向异性复合材料层合板的有限元热分析列式; 通过积分变换, 推导了三维退化热壳元公式。在此工作基础上, 编制了有限元计算程序, 将计算结果和ANSYS计算结果进行了比较, 结果吻合较好。经证明, 三维退化热壳元可以节省内存和提高计算效率。

板壳结构屈曲分析的非线性有限元法

为进行板壳结构的屈曲分析 .采用三维退化曲壳元离散板壳结构 ,在TL列式下推导了考虑双重非线性的单元切线刚度矩阵 ,提出采用罚单元法处理结构加载边的位移约束条件 .应用所编制的程序 ,进行了平板、曲壳以及板式门架的双重非线性屈曲分析 .