基于动态非线性模型的带式输送机滚筒有限元分析方法

滚筒是带式输送机的关键部件,关系到整个输送机系统的安全性和可靠性。建立了动态非线性加载模型,提出了动态非线性载荷作用下的驱动滚筒有限元分析方法,准确映射了滚筒工作中实际载荷状态,应用工程案例进行了验证,分析结果表明该方法精度较高,对提高滚筒的设计水平有重要的意义。

非线性抛物型积分微分方程Galerkin有限元方法超收敛分析

主要研究非线性抛物型积分微分方程的协调Galerkin有限元方法Crank-Nicolson(CN)全离散格式。通过对非线性项的精细估计,采用插值与投影相结合的估计技巧,导出了L^(∞)(H^(1))模意义下具有O(h^(2)+τ^(2))阶的超逼近性质。进一步利用插值后处理技术得到了整体超收敛结果,弥补了以往文献的不足。同时,通过数值例子验证了理论分析的正确性和方法的高效性。

非线性BBM方程BDF2混合有限元方法的超逼近分析

针对非线性Benjamin-Bona-Mahony (BBM)方程,在时间上构造了2阶的Backward differential formula (BDF2)时间离散格式,在空间上采用双线性单元和零阶RT单元的混合有限元方法,研究了其超收敛性质.首先,利用变换技巧给出关于逼近方程的稳定性.其次,利用逼近解的有界性得到关于其原始变量u的一个超逼近结果,进而得到其中间变量q的超逼近结果.最后利用一个算例验证理论结果的正确性.

基于非线性有限元法的风电叶片动态频率研究

针对风电叶片设计阶段,如何准确预估叶片工作状态下的动态频率进行研究。依据旋转部件结构频率改变的原理,采用非线性有限元数值计算方法,分别对叶片工作转速的下限及上限情况,进行结构的线性与非线性静力分析,通过对计算结果的比较,探讨了惯性载荷对叶片结构的非线性影响程度。利用静力分析的结果,开展叶片动态频率的计算与比较工作,分析了转速对叶片动频的影响。所采用的方法,可应用于风电机组叶片的设计与优化。

超磁致伸缩执行器的三维非线性动态有限元模型

超磁致伸缩执行器工作时超磁致伸缩材料的磁导率会随着应力变化而变化,并存在磁滞损失和涡流损失等非线性问题,同时磁场、电场、温度场及机械应力场之间存在耦合.建立了超磁致伸缩执行器电场、磁场和机械应力场3场耦合的三维非线性动态有限元模型,考虑了超磁致伸缩执行器Terfenol-D棒质量、预压应力、偏置磁场、磁滞和涡流损失.使用Jile-Autherton磁化模型计算磁滞损失,在商业有限元软件FEMLAB中实现了有限元模型.模型仿真结果和实验结果相一致,验证了所建立模型的正确性.

基于流动坐标系的3维空间动力非线性有限元方法

为了考虑3维空间中柔性结构大幅振动的几何非线性振动效应,建立了基于流动坐标系(CR列式)的Newmark-β非线性有限元动力时程计算方法。在动力时程计算的每一个时间步中,考虑结构的几何非线性,考虑初始应力和重力的时变效应,通过平衡迭代计算,得到有限元模型各个节点的位移、速度、加速度。开发了使用杆、梁单元的有限元计算程序,并提供了详细的计算方法与计算流程。设计了多个算例,计算得到了柔性结构在3维空间的非线性振动现象,依据非线性振动理论解释了现象的原理。通过算例与ANSYS的进行了对比,结果表明:算法与程序编制正确可靠,计算效率高,适用于柔性结构在3维空间中大幅度非线性振动的计算与研究。

基于非线性有限元算法的空气弹簧横向动态刚度研究

基于非线性有限元算法,建立了轨道车辆空气弹簧的横向刚度计算模型,其中考虑了橡胶特性、帘线层布置、流固耦合及裙板接触等非线性因素。计算结果表明:在研究空气弹簧横向特性时,可以忽略附加空气室与节流孔的作用,但不能忽略应急橡胶弹簧的影响。将空气弹簧的横向反力计算结果与试验结果进行对比,发现两者误差在6%以内,验证了模型的正确性。通过对空气弹簧横向动态刚度的研究发现:空气弹簧横向动态刚度对横向激振的频率与振幅是不敏感的,但对振动的平衡位置十分敏感;空气弹簧的横向动态刚度随平衡位置的增加而增加,且平衡位置越大横向动态刚度的增速越大。这种空气弹簧横向动态刚度的非线性特性,有利于提高轨道车辆的横向平稳性与稳定性。

面向对象的三维壳体非线性有限元程序设计方法

面向对象的有限元程序设计可以大大提高程序的模块化和代码的重用性。本文将结合三维壳体单元模型的特点,介绍如何对其进行面向对象的程序设计。根据非线性有限元的求解步骤,把整个程序框架划分成一些基类,并派生出相应的子类。本文只对其中的几个类(包括它们的派生类)进行重点阐述,并说明它们之间是如何来传递消息,这包括单元类、材料类、非线性方程求解器类、总装类和分析类及它们的子类。

非线性动态有限元碰撞仿真技术的工程应用研究

该文简要介绍了非线性动态显式有限元碰撞仿真技术的相关理论和算法 ,涉及到实际应用中的一系列关键问题及解决方案。最后文中以薄板冲压、汽车碰撞等工程实际问题为例运用所述理论进行了仿真计算研究 ,取得了令人满意的效果 。

一类非线性对流扩散方程两重网格特征有限元方法及误差估计

主要研究了一类非线性对流扩散方程的全离散特征有限元方法的两重网格算法及其误差估计.首先在网格步长为H的粗网格上计算一个较小的非线性问题,然后利用一阶牛顿迭代和粗网格解将网格步长为h的细网格上的非线性问题转化为线性问题求解.由于非线性问题的求解仅在粗网格上进行,该两重网格算法可以节省大量的计算工作量,同时具有较高的精度,证明了该两重网格算法L^2模先验误差估计结果为O(△t+h^2+H^(4-d/2)),其中d为空间维数.

受冲薄壁圆管动态渐进屈曲的非线性有限元分析

采用非线性有限元方法 ,在经典刚塑性理论的基础上 ,考虑了材料非线性、大变形效应和应变率敏感性 ,对薄壁圆管的动态渐进屈曲过程进行了数值仿真。研究表明 ,利用非线性有限元数值仿真方法 ,可以对薄壁圆管动态渐进屈曲这一复杂的力学过程进行真实有效的模拟再现。

非线性对流扩散问题的hp-局部间断Galerkin有限元方法

本文讨论了非线性对流扩散方程的hp-局部间断Galerkin有限元方法,得到了关于网格尺寸h是最优以及关于逼近次数p是次优的hp-误差估计.本文给出了数值算例,数值结果表明,LDG方法比SIPG或NIPG方法更精确且LDG方法对于罚值不敏感,而SIPG及NIPG方法对于罚值敏感.

非线性对流扩散方程的特征有限元方法和分析

讨论了非线性对流扩散方程的特征有限元方法及理论分析,应用先验估计理论得出了最优阶误差估计.

非线性对流扩散方程的隐式特征有限元Galerkin方法的模估计

本文主要讨论了非线性对流扩散方程的隐式特征有限元Galerkin方法的误差估计。

关于非线性双曲型方程半离散有限元方法的误差估计

主要研究了非线性双曲型方程半离散有限元方法 ,利用椭圆投影 。

非线性Pochhammer-Chree方程的有限元方法误差估计

用有限元方法研究了弹性杆纵向形变方程:utt-uttxx-uxx-1p(up)xx=0的初边值问题,构造了半离散和全离散两种格式,并在两种格式下均得到了H1模最优阶误差估计.

非线性色散耗散波动方程一个新的低阶H^(1)-Galerkin混合有限元方法

本文利用最简单的双线性矩形元和零阶Raviart-Thomas(简写为R-T)元研究了一类非线性的色散耗散波动方程的低阶H^(1)-Galerkin混合有限元方法(简写为FEM).利用插值算子代替传统的Ritz投影,再结合积分恒等式技巧,导出了半离散格式和全离散格式下,u的H^(1)模和⃗p的H(div,Ω)模的超逼近结果,从而改进已有文献的结果.最后,数值结果验证了理论分析的有效性.

一类非线性Poisson-Nernst-Planck方程的边平均有限元计算

针对一类非线性Poisson-Nernst-Planck数学模型,为提高数值求解效率并保证数值求解稳定性,推导了边平均有限元离散格式,并给出了数值求解的耦合迭代算法。在对网格进行一些适当假设的情况下,边平均有限元离散格式的刚度矩阵是一个M-阵,数值求解比标准有限元方法更稳定。数值结果表明,边平均有限元方法的L^(2)模误差收敛阶达到最优阶,且在自由度相同情况下,边平均有限元方法所用CPU时间大约是标准有限元方法的1/3。

求解温度场的非线性有限元方法

从Galerkin有限元方法出发,对自由表面上的辐射换热的数学表达式不作线性化处理,而是把温度场的求解问题转化为非线性代数方程组的求解问题,并且用Newton迭代法计算了温度场.

一类非线性最优控制问题的间断有限元方法

对于一类非线性最优控制问题,采用间断有限元方法进行离散求解.数值实验表明,间断有限元方法能有效求解所研究的最优控制问题.