混合有限元模型的集成方法

探讨了混合模型的建模问题 ,对两种方案运用 Super SAP进行比较分析 ,对如何准确实现艉部三维空间结构和船体梁之间的动力特性的耦合进行了分析研究 。

基于混合有限元模型的推进轴系——艇体耦合振动特性分析

建立推进轴系—艇体的混合有限元模型和轴承基础固支下的"纯"推进轴系有限元模型,通过这两个模型对两种轴承基础边界条件下推进轴系的固有振动特性进行比较。结果显示,轴承基础边界条件对推进轴系的固有振动特性有一定影响,证实推进轴系和艇体间存在一定程度的耦合。进一步将全艇体简化为一维梁,对比分析基于混合有限元模型和一维梁模型的艇体总振动特性。分析表明,两种模型都能较好地对艇体总振动特性进行预报。

斜长石、辉石混合模型的电导率有限元数值计算研究

以岩石实验中矿物的几何形态及空间分布为建模依据,以实验条件及单矿物电导率的测量结果为约束条件,用有限元数值方法模拟了不同微观结构的斜长石、辉石混合物在施加电压后电势及电流的分布情况,并计算了混合模型在不同温度条件下的电导率.研究结果显示,数值模型网格数及矿物颗粒数的选取对电导率计算结果的精度有较大影响,在体导电情况下,模型电导率因矿物比例含量和排列结构而异.当斜长石及辉石随机分布时,随着辉石含量的增加,混合模型电导率在不同温度下均有所增加,且温度越高,增加幅度越大,电导率的有限元模拟计算结果接近于有效介质渗透理论模型,且位于并、串联模型之间以及HS模型的上、下边界范围内;在斜长石及辉石含量一定的情况下,各矿物的排列分布对电导率计算结果也有一定的影响,当矿物颗粒大小接近且分布均匀时,模型中电势沿电流传导方向变化较为均匀,模拟计算得出的电导率相对较高,当矿物颗粒大小差别较大及分布不均匀时,电势分布受到一定的扰动,电导率计算结果也较低.将混合模型电导率有限元计算结果与辉长岩、辉绿岩及玄武岩实验测量结果进行比较,显示这3种岩石样品电导率与温度变化关系的斜率均与混合模型计算结果的斜率相接近,表明这些岩石在所选温度段导电机制与斜长石、辉石混合模型相似,用斜长石、辉石混合模型的电导率研究玄武岩、辉长岩及辉绿岩的导电性具有适用性.将混合模型有限元计算结果与玄武岩、辉长岩、辉绿岩覆盖区地壳大地电磁实测结果对比,发现大地电磁电导率结果位于混合模型计算结果范围内,用斜长石、辉石混合模型模拟玄武岩、辉长岩等岩石地壳具有一定的可行性.

考虑混合强化和弹塑性损伤的有限元模型

为了在进行结构非线性分析时考虑低碳钢在外部荷载的作用下发生的塑性变形 ,同时由于材料内部缺陷的扩展而导致的材料物理力学性质的劣化 ,将损伤本构关系引入了有限元方程 .基于弹塑性各向同性损伤的假定 ,对损伤有效应力的表达式进行了推演变换 ,在更新的Lagrange格式的虚功方程的基础上 ,推导出了考虑材料损伤和混合强化本构模型的非线性有限元基本方程 ,并给出了求解的方法和具体步骤 ,所得结论适用于分析结构的低周疲劳、曲屈后行为以及结构极限承载力等 .将厚铝环反向应变的计算结果与试验结果进行了比较 。

薄壁柱相关屈曲分析的混合有限元模型

提出了一种用于薄壁柱局部屈曲与整体屈曲相互作用问题的新的分析模型──混合有限元模型，模型特平面壳单元、杆单元和线单元联合应用于薄壁柱的非线性反应分析，考虑了柱子的各种初始缺陷的影响．计算分析表明，文中提出的分析模型精确、高效，并且具有广泛的适用性．

基于ABAQUS有限元分析的大坝变形混合模型

基于Hyper Mesh软件进行大坝有限元建模、网格划分、加入荷载及约束边界条件,采用ABAQUS有限元程序进行结构计算,并应用有限元分析法获得水位位移分量构建大坝变形混合模型。实例验证结果表明,该混合模型拟合较好,可作为大坝变形监控工具。

用混合有限元模型分析船体振动问题研究

对混合有限元模型应用于船体振动分析的方法进行了讨论,并建立了某船的混合有限元模型,分别对其船体总振动和局部振动进行了计算.计算结果表明,混合有限元模型的总振动计算结果略小于迁移矩阵法,而局部振动计算结果与孤立模型存在较大差异.

基于多尺度混合有限元模型的钢框架地震时程分析

为了研究建筑结构在强震作用下的微观破坏机理以及提高建筑结构地震反应分析的精确性和可靠性,将多尺度有限元分析方法引入抗震混合试验中。根据经验将复杂结构在地震作用下表现出来的特性划分为线性,非线性以及强非线性部分,形成由宏观有限元模型模拟线性部位,微观有限元模型模拟非线性部位以及试验单元模拟用有限元单元难以模拟的强非线性部位的多尺度混合有限元模型。本文基于3层4跨Benchmark钢框架模型建立多尺度混合有限元模型进行地震反应分析。通过多尺度混合有限元模型与相应普通有限元模型之间的地震时程对比分析,验证了多尺度模型在抗震混合模拟试验中与普通有限元模型相比具有耗时相对较小同时能够得到较高精度的优越性。

分区界面元-有限元-无限元混合模型

利用界面元良好的相容性,引入过渡界面元的概念,实现了界面元与有限元二种数值计算方法的结合,并提出了一种界面元-有限元-无限元混合模型。这种混合模型既可以发挥界面元计算精度高、适用于不连续变形等优点,又能够充分利用有限元的计算效率和无限元方便处理无限域介质的特点,较为和谐地解决了计算精度和计算效率的矛盾。数值算例表明,本文所建立的混合模型的有效性,揭示此类混合模型具有广阔的工程应用前景。

混合Ⅲ型50百分位假人头部有限元模型建模与对比研究

针对已公开的HybridⅢ第50百分位假人头部有限元模型过于简陋和网格尺寸过大的问题,建立了5种不同网格尺寸的HybridⅢ50百分位假人头部有限元模型。通过模型有效性验证发现,当网格尺寸大于10mm时由于沙漏能过大而导致模型仿真失效;等于4mm时模型接近于可能仿真失效;小到2mm时模型沙漏能得到了较好的控制且整个头部模型有很好的细节表现。具有该网格尺寸的头部模型较适用于头部接触碰撞的仿真,且可用来建立整体碰撞假人模型。在对头部皮肤与头盖骨之间接触特性的研究中发现,定义了头部皮肤与头盖骨之间的接触使仿真H IC值非常接近于试验值,消除了未定义接触时产生的约20%的误差。

基于混合反射模型的SFS有限元方法的研究

提出了基于混合反射模型的由明暗恢复物体三维形状的有限元算法。用正方形面元逼近光滑曲面,把曲面表示为所有节点基函数的线性组合;基于既含有漫反射成分又有镜面反射成分的混合模型,结合节点基函数,将反射图线性化。考虑数字图像的特点,直接使用离散形式的SFS问题的亮度约束形式,用最小化方法得到高度满足的线性方程;使用Kaczmarz算法计算出表面三维形状。使用合成图像和实际图像验证该文算法的有效性,探讨了该算法的性能。

有限元分析中混合维模型化技术的研究

在复杂的机械零件设计过程中,有限元分析一般是基于由较低维数的零件构成的理想化模型上进行,以提高分析计算效率和快速实现整体零件结构的优化。论述了通过中轴转换和降维技术的基于CAD原始设计信息的简单化模型自动实现方法。分析结果表明通过该方法所产生的混合维模型只需较短的运行时间和较小的三维模型就可获得较精确的分析结果。

混合集成电路有限元热分析技术的研究（上）──方法与模型

讨论了混合集成电路热分析的方法，提出用微机进行有限元热分析的实用方法，即模型／子模型方法。并构造了相应的热模型，在此基础上开发了微机有限元ＨＩＣ热分析专用软件，给出了用于ＨＩＣ热分析的各种模型，如半导体集成电路及晶体管模型、膜电阻模型等。

四边形杂交/混合轴对称有限元列式

本文建立了—8—节点四边形轴对称杂交/混合有限单元。该单元不含多余机动模式,无伪剪切现象,能通过补片试验。本单元的各项应力表达式由一次线性完备的应力参数组成,它对坐标取向、单元网格歪斜以及节点编号顺序皆不敏感。数值算例表明,这一单元具有优异的计算精度。

地下水水质污染问题数学模型的混合元—特征有限元方法

本文讨论并描述了地下水水质污染问题数学模型中的一类非线性耦合方程组的混合元—特征有限元方法，构造了问题的混合元—特征有限元全离散格式，利用椭圆投影及其误差估计。

杂交混合有限元方法求解二维椭圆界面问题

采用杂交混合有限元(Hybrid mixed finite element)方法求解椭圆界面问题。由于扩散系数在界面上间断,椭圆界面问题的解和梯度在界面上会出现跳跃现象,针对二维椭圆界面问题,在三角网格上采取杂交混合有限元方法,该方法的特点表现在对于复杂的界面,三角网格剖分可以很好地拟合界面。当有限元近似空间取k阶多项式时,方程的解和梯度在L2范数下均会达到最优阶收敛,即k+1阶。由于线性方程组的矩阵是对称正定的,因此可以应用共轭梯度方法求解方程组。数值算例结果表明,杂交混合有限元方法对于求解强界面问题十分有效。

EPS颗粒轻质混合土的蠕变模型及其有限元二次开发

为研究EPS颗粒轻质混合土在荷载作用下的长期变形性质,即蠕变性,建立EPS颗粒轻质混合土的半经验半理论蠕变模型,用2个开尔文模型和1个虎克弹簧串联表示弹性变形,用2个经验模型表示塑性变形。利用有限元软件ABAQUS的用户子程序CREEP将EPS颗粒轻质混合土的半经验半理论蠕变模型进行二次开发,并利用室内三轴不排水蠕变试验进行验证。结果表明:EPS颗粒轻质混合土的蠕变性不可忽略,二次开发的半经验半理论蠕变模型是合理有效的,能够比较好地反映EPS颗粒轻质混合土的蠕变变形性质,为后续的蠕变性研究提供了强大的有限元分析手段。

串联型粘弹-粘塑性沥青混合料本构模型的有限元分析

为将串联型粘弹-粘塑性本构模型移植到有限元计算中,使其能够对沥青路面结构与时间相关力学行为进行有效模拟和计算,通过编制材料子程序对本构模型进行了有限元实现。三维广义Maxwell粘弹性模型采用遗传积分进行表征,利用Prony级数特性推导出卷积方程的递推公式,在应变增量条件下更新应变,获得迭代过程的刚度矩阵;微分型粘塑性本构方程基于径向回退法建立积分子步下的变量演化方程,通过N-R迭代算法解决了收敛性问题,并利用本构模型的离散化推导,建立了整体迭代过程的一致切线刚度矩阵。通过典型算例对室内试验的与时间相关性行为对比分析,验证了有限元实现的合理有效性,为沥青路面结构计算提供理论基础和实例分析。

有限变形杂交/混合有限元分析

采用UpdatedLagrangian描述、建立了基于力学子单元模型的增量型有限变形杂交 /混合有限元列式 ,其中以第二类Piola Kirchhoff应力增量和位移增量作为独立变量。 3个典型数值算例显示 ,本方法提供的数值解与解析解和已有的数值解吻合良好 。

用于三维软组织实时切割的混合凝聚有限元模型

随着近几年来微创外科的迅速发展 ,虚拟内窥镜手术模拟系统作为手术训练、规划的有效手段 ,已逐渐成为研究的热点 .根据实际手术的需要 ,虚拟手术系统应该不仅能够实时模拟软组织的变形 ,而且也同样可以对软组织的切割、缝合操作进行实时模拟 .该文提出了一个用于虚拟手术模拟、三维软组织变形及切割的有限元模型——混合凝聚有限元模型 .该模型的显著优点在于其可以在当前的 PC机平台上有效地对软组织变形及具有拓扑改变的切割操作进行实时模拟 .