箱梁桥自振分析的非协调实体退化壳元法

桥梁结构的自振特性对研究其在风荷载和地震荷载作用下的动力响应具有重要意义,其分析精度取决于结构质量和刚度分布特性的准确计算。根据质量等效原理推导了非协调实体退化板壳元的一致质量矩阵,并采用逆迭代法求解了箱梁桥的固有频率和振型。实体退化板壳元可精确描述箱梁桥质量分布,便于同实体单元连接,对不同板厚的箱梁桥均适用。非协调位移的引入使其更适合描述箱梁桥各构件的变形特性。算例表明:单元可显著提高箱梁桥动力特性分析的效率,可获得满意的计算精度。

拟协调九结点四边形退化壳单元

本文根据胡－鹫津变分原理和退化壳有限元概念，构造了一个拟协调（或称杂交／混合）九结点四边形退化壳单元ＣＳＨ９．该单元克服了剪切闭锁和膜闭锁现象，整体上无零能模式，通过了分片检验。数值算例表明该单元是相当准确的和有效的。

基于非协调模式的几何非线性广义杂交退化壳单元

依据一个在局部坐标系下放松单元间连续性要求的广义变分原理，建立了基于非协调模式的几何非线性广义杂交退化壳单元。数值结果表明，构造的四结点退化壳元拥有很好的性能，可避免各种自锁问题。

拟协调轴对称三结点退化壳单元

结合拟协调有限元方法和退化壳有限元概念，构造了一个轴对称三结点退化壳单元．采用了整体、局部和等参三个坐标系，使用与拟协调单元列式方法等效的基于胡－鹫津广义变分原理的杂交／混合单元列式方法构造轴对称三结点退化壳单元；使用相同的等参坐标插值来假设应力和应变，插值既考虑到低阶项的完备，又借鉴了拟协调九结点四边形退化壳单元的构造经验．为了确定应力应变的插值形式，进行了多次数值试验和单元刚度矩阵的特征值分析．构造的单元既无多余零能模式，又无闭锁现象出现．数值算例表明了该单元的准确性和有效性．该结果可应用于工程中轴对称壳体的结构分析．

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.

退化壳元的U.L.法列式

根据非线性有限元的基本理论，推导了进行板壳结构非线性分析的退化壳单元的修正拉格朗日（ＵｐｄａｔｅｄＬａｇｒａｎｇｉａｎ简称Ｕ．Ｌ．）法列式，并考虑初始几何缺陷和残余应力的影响，编制了计算程序通过对一些板壳问题的分析和对比。

一种能适用于身管振动主动控制的机电耦合退化壳元

根据压电材料的正、逆压电效应及其基本原理,提出了在火炮身管中缠绕压电薄膜(PVDF)对其振动响应进行主动控制的一种新方法,并通过构造一种新型的考虑横向剪切变形影响的机电耦合退化壳单元对身管振动进行了有限元建模,推导出了关键的作动控制方程与传感控制方程,为进一步研究打下了基础。

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。

基于连续体退化组合壳单元的连续箱梁非线性分析

提出了一种用于预应力混凝土箱梁非线性分析的单元模型,此模型可以方便的模拟结构中存在的普通钢筋、预应力直线钢筋和预应力曲线钢筋。将分层壳单元和大变形杆单元相组合,编制了钢筋混凝土三维非线性分析有限元程序。非线性分析方面考虑了材料和几何非线性,采用TL列式描述几何非线性行为,材料非线性分析包括弹塑性变形、混凝土的开裂和压碎等等。本文提出的单元模型较好的解决了预应力混凝土箱梁分析时曲线配筋模拟的问题。最后给出了2个算例,计算结果与相关软件和试验数据吻合良好。

水稻颖壳退化突变体degenerated hull 3(dh3)的表型分析与基因定位

水稻(Oryza sativa L.)花器官的发育直接影响其产量和品质。本研究报道了一个水稻颖壳退化突变体,来源于恢复系缙恢10号的ethyl methane sulfonate(EMS)诱变群体,命名为degenerated hull 3(dh3)。该突变体表现为内外稃退化变窄,且不能正常闭合。在一些突变严重的小花中,外稃甚至退化成芒状,内稃边缘和浆片退化变窄且融合。遗传分析表明该性状受1对隐性基因调控。利用不育系西农1A与dh3杂交构建的356株F_2突变群体,将DH3基因精细定位在第12染色体的SSR标记RM27706和RM27709之间,物理距离为44.72 kb,该区段内未见已知功能基因的报道。本研究的结果为以后DH3基因的图位克隆与功能分析打下基础。

用实体退化板壳单元对立交桥进行空间分析

采用实体退化板壳单元对杭州复兴立交桥的单箱多室箱梁的结构进行空间分析,得出应力和挠度与试验结果相符,证明了实体退化板壳单元的正确性和有效性。

复杂组合板壳结构有限元分析

本文主要论述复杂组合板壳结构有限元分析问题．具体阐述了相对位移一般壳单元以及壳单元和三维单元的罚单元连接方法．

板壳有限变形精确理论及有限元列式

以位移型退化壳理论为基础 ,提出了板壳模型的有限变形精确理论 .该理论引入转动伪矢量概念 ,充分发挥刚性线段的运动学模型和有限转动矩阵的作用 ,精确表达非线性位移 应变关系 ,抛弃以往的小位移、小应变、小转动增量乃至小加载步长等各种简化假设 ,并严格遵循能量共轭关系建立有限元平衡方程 ,能够可靠和有效地用于板壳结构的大位移、大转动分析 .算例表明 ,该文列式在弹性范围内具明显的平方收敛效率 ,并且计算结果与加载步长无关 .由于不受小加载步长、小转动增量等的限制 。

壳体的有限元线法分析(Ⅰ)——基本理论

本文从退化壳理论[6]出发构造了任意曲面壳体的四边形有限元线法[1][2]单元。该单元满足 连续，为协调单元。对于所构造的单元，本文从最小势能原理出发推导出用该单元作壳体静力计算的控制微分方程和边界条件，得到一致的线法方程体系。全文共分两篇，此为上篇，主要介绍基本理论，数值算例将在下篇中给出。

壳体的有限元线法分析(Ⅱ)——数值算例

本文介绍了用前文所构造的任意曲面壳体的四边形有限元线法[1]单元所作的几个数值算例。算例表明该单元具有精度高、网格适应性好、厚薄通用的特点，采用p收敛技术可顺利克服闭锁，同时获得高精度的位移和内力，是求解壳体结构的一种有竞争力的半解析方法。

基于退化理论的空间梁单元有限元分析

从双线性退化板壳单元出发,演绎推导出了一种可以应用于空间有限元分析的退化梁单元。退化梁单元采用基本的平截面假设,并用轴线节点位移来表示梁单元的三维位移场。在进行单元有限元列式时,仍然沿用三维结构的几何方程和物理方程。在退化梁单元的理论基础上编制了有限元计算程序,通过对几个算例的分析,证明了这种基于退化理论的空间梁单元的精确、高效和通用,这种单元也可以广泛应用于大型结构空间双重非线性有限元分析。

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 .

多肋式梁桥在全过程中应力重分布研究

为了考察多肋式梁在全过程中受力性能,利用非线性实体退化壳单元理论研究了多肋式梁的应力重分布规律.混凝土和普通钢筋采用分层壳单元模拟,预应力钢筋采用组合壳单元模拟,推导了预应力钢筋对组合壳单元刚度矩阵的贡献和统一的非线性壳单元模式.利用Owen屈服准则、Hinton压碎准则和弹塑性强化模型考虑了混凝土和钢筋的非线性效应,有效模拟了预应力混凝土多肋式梁的开裂、屈服和失效全过程,并编制了相应的三维非线性全过程计算程序.结合破坏性试验资料可知,理论计算结果与试验数据吻合良好,并对预应力钢筋应力发展规律进行研究.结果表明,用实体退化壳单元模拟预应力混凝土多肋式梁是合适的,研制的非线性单元和非线性程序是正确的.

预应力混凝土多T梁桥的极限承载力

针对预应力混凝土多T梁桥,基于实体退化壳单元,研究了多T梁桥极限承载力的计算方法.利用Owen屈服准则、Hinton压碎准则和双折线模型考虑了混凝土和钢筋的材料非线性效应,有效地模拟了预应力混凝土多T梁桥的开裂、屈服和失效全过程.引入实体退化壳单元理论,描述了预应力混凝土多T梁桥,其中普通钢筋和预应力钢筋采用分层单元模拟,并根据所采用的非线性理论编制了相应的非线性计算程序.结合预应力混凝土多T梁桥实桥破坏性试验资料比较可知,理论计算结果与试验数据吻合良好,研究表明用实体退化壳单元模拟预应力混凝土多T梁桥是可行的,相应的极限承载力计算方法和计算程序是正确的.