平面四边形单元畸变的一种度量方法

给出了度量平面四边形单元畸变的畸变参数定义，并证明了畸变参数能用具有明确物理含义的坐标变换多项式系数和雅可比矩阵表示．

平面应变问题广义有限元法

结合广义有限元和理性有限元,针对平面应变问题提出一种广义四边形单元.该单元考虑泊松效应,以节点位移自由度约束弹性力学平面应变方程的半解析解,构造单元位移模式的附加项,较准确地反映真实位移场,提高了单元的计算精度.首先推导广义单元及其等参单元的形函数,之后设计分片试验和数值算例来验证单元的精度,数值算例表明,在规则和非规则网格下新单元计算精度均优于传统有限元和广义有限元.新单元精度高且易于程序实现,可应用于实际工程的结构分析.

平面应力问题新型广义有限元法

结合广义有限元和理性有限元的优势,针对平面应力问题提出一种新型广义四边形单元.该单元考虑泊松效应,以节点位移自由度约束弹性力学平面应力方程的半解析解,构造单元位移模式的附加项,较准确地反映真实位移场,提高单元的计算精度.推导新型广义单元及其等参单元的形函数公式,设计分片试验和数值算例验证单元的精度.数值算例结果表明:在规则网格和非规则网格下新单元的计算精度均优于传统有限元和广义有限元.新单元具有精度高且易于程序实现的特点,可推广应用到实际工程的结构分析中.

四边形八节点共旋法平面单元的几何非线性分析

不同于大部分共旋法研究中所选取的局部坐标系原点及采用的几何一致性原则,该文通过改变局部坐标系原点位置,基于场一致性原则,采用共旋坐标法导出了四边形八节点平面单元在大转动、小应变条件下的几何非线性单元切线刚度矩阵,该单元刚度矩阵虽然不对称,但计算量能明显减少,这在非线性计算中对于减小由于计算机位数限制带来的累积舍入误差和提高迭代的收敛性都有重要意义,利用这一非对称的单元切线刚度矩阵由Newton-Raphson迭代法编制了一个FORTRAN程序,利用程序对承受端部集中荷载和全梁均布荷载的悬臂梁进行了计算,结果与参考解吻合良好;对拱顶承受竖向集中载荷的坦拱进行了全过程分析,计算结果表明单元具有很好的精度和稳定性,具有一定的实用价值,值得推荐。

四边形平面应力等参元的无应力状态量研究

为明确分阶段成形壳结构的成形状态与成形过程之间的关系,对平面应力单元的无应力状态量进行了研究。以四边形平面应力等参元为研究对象,通过几何分析确定了单元无应力状态量包含的独立参数,将弹性总势能计算的起点设在无应力状态,建立了单元的弹性总势能,根据最小势能原理,推导了基于四边形平面应力等参元的分阶段成形结构平衡方程,定义了单元的无应力状态量。基于理论推导编写了求解程序,对分阶段成形平面结构进行了分析,结果表明:对于分阶段成形的壳结构,当结构体系、外荷载及各平面应力单元无应力状态量一定时,结构的成形状态是一定的,与分阶段成形过程无关。