加肋轴对称薄壳强度分析的有限元方法

加肋轴对称薄壳的强度问题,需要考虑肋骨的作用。针对该问题,采用轴对称曲边壳单元建立了肋骨单元的刚度矩阵,将该矩阵叠加到轴对称曲边壳单元的刚度矩阵中,对加肋轴对称薄壳的强度进行有限元分析。应用Fortran语言编写了有限元计算程序,对一个精车模型进行了强度计算,计算结果同模型试验结果吻合良好,表明该方法可以应用于加肋轴对称薄壳的强度分析。     

有限元多类型单元组合的实现及其应用

结构计算中会采用多种类型单元对同一结构进行计算.传统的结构有限元计算大多采用FORTRAN语言进行编程,由于无法实现多态性的混合单元计算,所以对多类型单元程序相当复杂.将C语言中空指针思想应用于结构有限元分析,从而用简单的C语言实现了不同类型单元的混合编号、自动分类型进行刚度矩阵计算等复杂的多态性功能.首先提出在C语言...     

一种精确积分的四边形四结点等参单元

针对平面问题四边形四结点单元，提出一种新的等参变换方法。采用平行四边形母单元和相应的形函数，推导出四边形四结点等参单元刚度矩阵的精确积分解。理论和数值分析表明，该方法从根本上克服了数值积分带来的误差，计算单元刚度矩阵的速度比传统的高斯两点积分方法快近三倍。     

某型导弹弹翼静力分析的一种数学模型

应用有限元方法,建立了变厚度薄板三角形单元刚度矩阵,给出了变厚度薄板三角形单元形心上的应力和位移计算的数学模型。通过对某型反坦克导弹弹翼进行静力分析和实验比较,表明采用这种模型进行分析合乎结构设计精度要求。     

多体结构连接部件的有限单元模型

针对多体结构中连接部位带来的运动不连续问题 ,提出了将连接部件不作节点处理而作单元看待的设想。从力学基本原理出发推导了单元的刚度矩阵与阻尼矩阵 ,并由拉格朗日方程推导了这种单元的平衡方程     

筒形桅杆有限元计算模型及无刚度奇点的消除方法研究

本文提出了一个用于消除空间杆梁结构有限元模型中的无刚度“奇点”的元素及相应的刚度矩阵计算公式。在无刚度“奇点”出现处以此元素替代拉压杆元,可使空间杆梁结构模型中的无刚度“奇点”消失,能够在不增加整个计算模型自由度的情况下提高计算结果的精度。在微型计算机上运用全部三维12自由度梁单元计算模型、拉压杆元——加弹性支座计算模型和本文提出的计算模型对某型军舰的桅杆结构进行了实例计算比较。计算结果表明:用本文方法得到的应力值、位移值与全部三维12自由度梁单元模型的计算结果符合良好。     

高柔悬臂结构的弯曲型集中质量模型研究

基于质量集中和刚度等效的原则,提出了一种将高柔悬臂结构简化为弯曲型集中质量模型的新方法。首先,根据集中质量法确定简化模型节点处的集中质量。然后,基于振动特征方程和悬臂结构柔度矩阵中各元素与抗弯刚度的倒数之间具有线性关系的特点,推导出固有频率与层间等效抗弯刚度之间的非线性关系式;通过有限元软件对结构进行模态分析,提取其固有频率,将提取的固有频率代入关系式即可计算出等效抗弯刚度。最后,用数值算例对比验证了该模型简化方法的有效性和精确性。     

基于轴对称内聚力单元的立贮发动机黏接界面结构完整性分析

建立轴对称内聚力单元是进行立贮发动机黏接界面应力分析的重要手段。在变形后的轴对称内聚力单元上建立参考坐标系,推导了单元节点位移在参考坐标系和全局坐标系下的转换关系。基于单元分离位移推导了单元内力矢量和单元刚度矩阵。开展了旋转体的分离测试,验证了轴对称内聚力单元的准确性和高效性。针对立贮发动机,先后开展了轴向加速度以及波浪载荷作用下的发动机结构分析,重点研究了黏接界面上应力的大小以及分布规律。研究方法和结论可以为发动机黏接界面结构分析提供有利参考。     

复合材料帽型加筋层合梁刚度的理论计算研究

根据层合板理论,首先利用三维应力、应变转换关系,推导出复合材料帽型加筋层合梁的总体刚度矩阵公式,建立了复合材料帽型加筋层合梁的拉伸刚度和弯曲刚度理论计算式;然后,计算了轴向或横向荷载作用下,复合材料帽型加筋悬臂层合梁的拉伸和弯曲变形,并和ANSYS有限元计算结果进行了对比;最后,计算分析了腹板倾斜角度对结构刚度的影响。计算结果表明:腹板倾斜角度为60°时,帽型加筋结构的刚度和所需材料的比值达到最优值;拉伸和弯曲刚度的理论解和ANSYS有限元计算结果吻合较好,说明上述方法以及推导的计算公式是准确、可靠的。     

无约束自由体有限元分析中的准静态法

在对某水下无约束航行体进行有限元静力分析的时候,由于无法限定结构的自由度而使刚度矩阵奇异,从而导致求解失败。为了解决这一问题,采用强迫约束法和准静态法(惯性释放)对此航行体进行了有限元静力对比计算,结果表明:用强迫约束法对水下航行体进行静力分析时,在施加强迫约束的部位出现了严重的应力集中现象,应力最大值为1.25×106Pa,应力集中使得整个结构的应力分布与实验数据相差较大,可认为计算结果错误;采用惯性释放法对其进行静力分析时,应力最大值为3.27×105Pa,整个结构的应力分布合理,与实验数据一致,计算结果正确。     

固体推进剂药柱结构分析的非概率凸集合理论模型

为了研究不确定性能参数对固体推进剂药柱结构分析的影响 ,将非概率凸集合理论模型和粘弹性有限元相结合 ,以增量法处理遗传积分 ,利用摄动法预测其响应量区间 ,发展了一种适合药柱特点的不确定性方法。将其和随机结构分析进行对比 ,表明两种方法之间有一定的联系。     

基于独立分量分析和神经网络的钢结构损伤识别方法

为了有效剔除钢结构振动信号中的噪声,提取用于损伤识别的特征量,采用独立分量分析方法分离统计独立信号,同时得到表征结构损伤状态的混合矩阵,然后将混合矩阵作为特征量输入至神经网络进行训练,最后将训练好的神经网络作为分类器进行结构损伤识别.在冲击载荷作用下,针对钢框架结构模型进行了不同损伤部位的振动实验,结果表明:基于独立分量分析和神经网络的损伤识别方法具有较高的识别率和可重复性,而且实现简单,在结构损伤识别领域具有较大的应用潜力.     

基于响应平面法的压力容器可靠性评定

针对压力容器制造、使用过程中各种参数的不确定性,提出了一种基于响应平面的随机分析方法.根据某压力容器的结构特点,确定性有限元分析采用了接触有限元,结合中心组合抽样设计构建了容器最大应力的响应平面,以此为基础对压力容器应力分布进行了随机分析.可靠性分析中引入应力—强度干涉模型,并分别对容器壁面和接管处进行了可靠性评定.实...     

内压圆筒大开孔结构补强设计与应力分析

根据整体补强和厚壁接管补强2种型式,为内压圆筒大开孔结构确定满足结构和工艺要求的圆筒壁厚和3种规格接管壁厚。采用压力面积法和ASME规范对该大开孔结构进行强度校核,并运用有限元分析法进行结构的应力分析和数字模拟,比较不同壁厚接管的补强效果,从而确定容器的结构尺寸。设备实际运行结果表明:该结构强度满足工作要求。     

有限元法在结构件强度分析中的应用

介绍了有限元法的基本原理和分析步骤,并结合实际,利用IDEAS软件的有限元分析模块对某定型模盖板的结构进行了强度校核。在工况分析的基础上,适当简化了盖板的几何模型,建立了有限元模型;通过边界条件处理、网格划分及单元解算,得到了盖板在工作状态下的应力和位移分布规律,为盖板的设计提供了力学依据。同时,为舰载电子设备机箱、机柜的壳体这类复杂结构件的强度分析提供了一个有效的方法。     

Kriging与改进一次二阶矩融合的可靠性分析方法

针对结构可靠性分析问题,提出了Kriging与改进一次二阶矩方法相融合的分析方法。传统的改进一次二阶矩需要计算结构功能函数的梯度信息,在处理包含有限元模型的隐式极限状态问题时会比较困难。该方法将Kriging代理模型与改进一次二阶矩迭代有效而充分地结合,借助Kriging方法提供功能函数的梯度信息,以解决隐式极限状态函数的求导难题,提高分析效率。通过数值与工程算例验证了所提方法的可行性和高效性。     

基于类神经网络模型的电路自主修复方法

为进一步提高电子系统在恶劣环境下的生存能力,对利用演化硬件实现电路自主修复的方法进行了研究。首先,根据FPGA芯片与多层前馈神经网络的相似性,建立了一个可用于数字电路演化的门级电路模型,设计了专用的二进制列向量编码方法;然后,给出了实现电路自主修复的工作流程,探讨了进行电路故障诊断和修复的途径,提出了快速重构与演化相结合的电路修复方法。Matlab仿真试验表明：基于类神经网络模型的遗传算法较适合进行演化修复操作;修复效果分析表明：快速重构与演化修复相结合的修复方法比单纯依靠演化修复更为便捷。     

Influence of multiple structural parameters on interior ballistics based on orthogonal test methods

Influence of multiple structural parameters on the performance of a gun launch system driven by high-pressure reactive gases is important for structural design and performance adjustment. A coupled lumped parameter model was utilized to predict the propellant combustion, and a dynamic finite element method was applied to approximate the mechanical interactions between the projectile and the barrel. The combustion and the mechanical interactions were coupled through a user subroutine interface in ABAQUS. The correctness and the capability of the finite element approximations in capturing small structural changes were validated by comparing predicted resistance with experiments. Based on the coupled model, the influence of structural parameters of a medium-caliber gun on the system performance was investigated. In order to reduce the research costs, orthogonal tests were designed to investigate the comprehensive effects of the parameters. According to statistical analysis, the important order of the structural parameters on the launching process was obtained. The results indicate that the influence of the width of the rotating band stands out among the studied parameters in the gun. The work provides a method to investigate the influence of multiple parameters on system performance and gives guidance for controlling the system performance.     

多轴越野车辆悬架部件结构优化设计

基于有限单元法、变密度方法和车辆动力学分析方法,对某型多轴越野车辆的典型部件(前悬架摆臂)主体进行了结构优化设计研究。结果表明:通过结构优化,降低了摆臂的质量,提高了摆臂的静态、动态结构刚度和强度。