三维有限元中疏密网格间过渡单元的计算修正

工程设计中对于连续介质的分析计算往往采用有限元分析法,为了提高有限元 计算中的精度,对于等参实体单元的网格中变节点数过渡单元提出了修改插值函数法,实现 了过渡单元与所连接单元间位移的协调性,并保证了它们之间刚度的匹配性．所提出的方法 在数值上简单易行,计算结果与解析解一致．     

基于ANSYS的星载计算机模态分析

以星载计算机OBC386模块为例，应用有限元软件ANSYS，分别采用单一实体单元和组合的壳、梁单元创建有限元模型进行模态分析，从有限单元数、固有频率、模态振型、计算时间及计算精度方面分析计算结果，得出较为合理的壳与梁单元组合的微小卫星结构有限元模型．从而为微小卫星整星结构动力学特性分析建立可靠的有限元模型奠定了基础．     

高强钢筋混凝土梁的静载试验研究与分析

对静载作用下的高强钢筋混凝土梁进行试验研究，提出了平均裂缝间距以及裂缝宽度计算公式的改进建议。同时，首次把广义协调矩形单元GQ12用于高强钢筋混凝土梁非线性有限元分析，通过计算表明，有限元分析与试验结果符合良好。     

一维渗流单元在砂井固结模拟中的应用

由于砂井分布细而密，采用有限元方法时为确保单元不发生歧化，网格的划分必须非常细，结点与单元数目非常庞大，造成很大的计算量。采用一维无重的新型单元模拟砂井排水，避免了复杂和细密的网格剖分，极大地降低有限元计算规模，同时也使得网格剖分变得简单易行。通过算例验证了该方法的可靠性。     

基于薄层裂缝单元的钢筋混凝土结构非线性有限元分析

在分析了离散裂缝模型、片状裂缝模型以及断裂力学裂缝模型等裂缝模式的基础上，采用了薄层裂缝单元模型对钢筋混凝土结构进行了非线性有限元分析。用弹性力学的理论推导出了薄层单元的刚度矩阵，并将其内嵌入开裂混凝土单元中形成组合单元，简要介绍了薄层单元一混凝土组合单元刚度矩阵的计算方法。随后简要介绍了软件的设计，进行了算例分析，通过与试验结果的比较验证了模型的合理性和软件的计算精度及可视化程度。     

轮胎等效模型与快速计算研究

复杂的轮胎结构和橡胶等超弹材料是影响轮胎有限元模型精度和计算速度的重要因素。为实现模型的快速计算,通过探索线性材料构建轮胎有限元模型,对模型进行等效处理。构建了轮胎有限元精细模型,并通过台架试验对精细模型的有效性进行验证。对轮胎精细模型提出3种简化方式,分别为实体单元建模、实体单元和壳单元混合建模、实体单元和梁单元混合建模,并采用线性材料计算3种等效模型的充气侧向变形量、充气径向变形量以及径向加载下沉量,最终得到其最优等效模型。通过对等效模型接地印记和接地压力以及各阶模态与精细模型对比,验证了等效模型的准确性和计算效率,为整车有限元仿真提供一种轮胎建模方法。     

平面图形几何性质计算的一种方法

借助有限元几何插值的思想，利用结点的坐标和插值函数表示单元内任一点的坐标，根据插值函数的性质，给出了平面图形几何性质计算的一种方法，该方法易于编程计算，对于直边边界的区域可以给出精确结果。将该方法用于鱼尾板的几何性质计算。     

竖直荷载下群桩承台土反力的三维仿真数值模拟

承台土体反力分布对桩基承台结构的设计与计算有重要影响。采用三维非线性有限元-无限元-接触面单元耦合数值模型，研究了竖向荷载作用下不同桩长、桩间距群桩基础中承台下土体反力的分布特征，并且为群桩承台结构的优化设计提出了一些建议。     

斜拉桥损伤诊断有限元建模与数据提取方法研究

为便于斜拉桥损伤诊断的快速建模和分析，在已有研究方法基础上，基于ABAQUS有限元软件提供的PYTHON语言接口和GUI程序，提出了一种斜拉桥有限元建模与数据提取的方法。利用RSG构造器和调用Mdb对象中Part与Assembly对象编写程序，提出批量和点选相结合交互生成空间三维钢筋、预应力钢筋和斜拉索的方法；利用RSG构造器和调用Odb数据库中模型数据与结果数据的对象编写程序，提出点选、节点或单元集及编号3种形式相结合提取Odb数据库静力与动力瞬态响应数据到Excel表格的方法。通过算例展示了所提出方法的应用过程，表明了所提出方法的实用与高效。     

饱和磁场问题的有限元方法研究

论述了求解饱和磁场非线性问题的有限元方法。提出了一种能量泛函的改进措施，更加合理地处理各种边界形状，使三角形网格单元的大小可任意选择。对于重要的部位（通常系铁磁材料），可根据需要将单元取得小且密集，而其他一般的部位，单元取得大而疏，以降低单元数量。     

考虑体力的轴对称弹性问题杂交基本解有限元法

针对含体力轴对称弹性问题中精确解求解困难、传统有限元网格畸变免疫性差以及复杂问题网格密度大等问题，课题组提出了一种杂交Trefftz基本解有限元计算格式。在数值求解过程中，体力项的存在，会导致单元刚度方程涉及域积分，从而使杂交基本解有限元法只含边界积分的优势消失且计算效率降低。为保持该有限元法的优势和计算效率，可将问题的全解分为齐次解和特解2部分求解，来达到消除域积分的目的。[JP2]对不同计算方法下得到结果进行对比，表明该方法准确、高效，对网格畸变有良好的免疫性。该有限元模型能更好地适用于对含体力轴对称弹性问题的数值求解。     

特殊型式梁的子结构建模方法

针对带孔横梁刚架,提出了利用子结构法建立其有限元模型的方法。介绍了子结构分割、离散、边界自由度定义及缩减模型的形成,并根据和标准梁单元连接的位移协调要求,将子结构缩减模型转换为和标准梁单元自由度数量和性质相同的特殊梁单元,以实现不同梁单元的混合建模。子结构方法可使刚架的有限元模型建立和计算大大简化。     

建筑结构仿真分析中的可视化技术

从结构仿真分析图形模块与所选择的数值分析方法密切相关这一重要特点出发，介绍了建筑结构仿真分析中在图形建模、构件裂缝表现及再现结构动力反应过程中所使用的三维可视化技术．对不同的数值分析模型（包括分段变刚度单元模型、离散单元模型及多弹簧模型等）所产生的计算结果进行了可视化表达．同时强调了可维护的数据结构和程序结构对于结构仿真系统开发的重要性．     

行波电流天线阵的加载

天线进行加载后可使电流以行波分布，从而改善天线的综合性能。本文以两单元天线阵为基础讨论天线阵的行波加载问题，提出了确定阵单元加载量的加载公式。研究了加载量与相关参量的相互关系。数值计算表明，天线阵经加载后可保证在全方位的电扫描过程中，保持单元电流的行波分布，从而可使天线阵的系统性能得以改善。另外所导公式计算简便，避免了传统方法解决同类问题时计算量大的困难。     

竖向荷载下桩——承台基础与土共同作用的弹塑性有限元分析

本文利用有限元分析方法对桩一承台基础与土共同作用进行了研究。采用修正剑桥模型,并在桩——与土的接触面上设置了古德曼接触面单元,通过计算研究与分析,论述了桩基础的共同作用分析中考虑土的弹塑性特性与接触面单元的必要性。     

基于ANSYS二次开发求解实体单元内力在港口工程中的应用

在依据规范对混凝土块体进行配筋计算时,需要求得该块体的内力。而有些混凝土块体结构非常不规则,一般采用有限元软件进行计算。当采用有限元软件ANSYS对复杂结构进行分析时,需要采用实体单元。而ANSYS软件不能直接输出实体单元的内力图,需要进行二次开发。介绍了力学中将应力转为内力的计算原理,并应用于ANSYS二次开发中求解实体单元的内力。结合实际工程,求出了实体单元的弯矩图和扭矩图。结果表明,此求解实体单元内力图程序具有很好的适用性和通用性,可以应用于ANSYS分析港口工程中。     

压气机叶片的固有频率测试和有限元计算

主要叙述了压气机叶片的固有频率测试技术和先进的有限元计算方法.固有频率测试采用了频率跟踪和振幅自动控制技术,确保叶片始终处于共振状态.有限元计算中使用的是8节点40自由度超参数壳体单元,计算结果和试验结果获得了令人满意的一致.     

桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道底座板屈曲分析

根据桥上CRTS Ⅱ型板式无砟轨道结构特性，利用有限元分析方法，采用梁单元模拟钢轨，实体单元模拟轨道板、底座板和桥梁，弹簧单元分别模拟砂浆填充层和滑动层，建立CRTSⅡ型板式无砟轨道纵向力计算模型。基于现场测量的底座板厚度资料和桥梁资料，计算出模型中各单元参数值。利用当地气温资料和轨道机车类型，得到最大温升和列车制动力值，计算出温度荷载和列车制动荷载作用下底座板厚度不足处纵向力值。分析温度荷载和列车制动荷载对底座板厚度不足处屈曲的影响。     

有限元病态时的几个异常现象

有限元病态时的一般表现是计算精度的下降和迭代费用的增加，但病态时还有些异常现象未引起足够重视。设计了固有病态和网格病态两个算例，通过Q4单元的数值结果指出，当问题病态到一定程度时，单元节点编号的不同、方程组解法的不同、对模型的等效变换等，都可能导致计算结果的明显差异，这些需要在实际使用中引起注意并进行必要的测试。     

基于SCILAB软件的超静定结构的求解方法分析

矩阵是求解超静定结构的有力工具，而科学计算软件SCILAB的最大特点就是以矩阵为运算单元，因此，用SCILAB求解超静定结构，是一种非常完美的结合．本文结合实例，说明在SCILAB环境下，利用多维数组的概念，可以高效的编写结构有限元程序．对于受分布力作用的连续梁，可采用近似计算的方法，以简化计算过程，提高编程效率及计算速度．给出了连续梁在各种载荷作用下可以通用的编程方法．