弹塑性问题的无网格方法及其应用研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ZHY19641030
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前正在发展中的无网格方法采用基于点的近似,可以彻底或部分的消除网格,是目前科学和工程计算方法研究的热点,也是科学和工程发展的趋势。国内外诸多学者对无网格伽辽金法进行了大量的研究,并将其应用到相关领域,取得了许多成果,但大部分都是关于求解弹性力学问题的。事实上,工程实践中理想的弹性问题几乎不存在。一般情况下,进行弹塑性分析将会更合理,更充分地利用结构的强度潜力。因此,使用无网格伽辽金法来求解弹塑性力学问题具有重要的实际意义。本文系统地介绍了无网格方法的发展历史和应用现状,并且分析了该方法的优点和现存问题;在各种无网格方法中,本文着重介绍了基于移动最小二乘法的无网格伽辽金法的基本原理和推导过程。针对工程中常见的弹塑性问题,本文基于对弹塑性力学理论的理解,推导了无网格伽辽金法求解弹塑性问题的理论公式;在此基础上,本文编制了求解弹塑性力学平面问题的无网格Galerkin法计算程序,通过若干典型算例的计算结果与ANSYS分析结果的对比,验证了所提出的理论方法和所编程序的可行性、正确性,并且计算结果精度较高。对弹塑性力学问题的无网格伽辽金法,本文分别讨论了权函数、基函数、节点布置规则、节点影响域的大小和增量形式的迭代次数等因素对计算精度的影响,并提出了相应的建议以获得最佳的求解精度;在弹塑性问题的诸多解法中,本文采用修正的Newton-Raphson迭代法,有效地减少了计算工作量,收敛快,并且保证了解的高精度;对于体积近似不可压缩的物体,本文采用弹塑性力学的无网格伽辽金法进行计算,算例结果表明了该方法所具有的可消除体积闭锁的优点。针对不同的材料,本文编制了弹塑性力学平面问题无网格方法的通用程序,将弹塑性问题的无网格方法应用到了结构工程中常用的岩石、土和混凝土类材料中,并分别根据常用的几种屈服准则进行计算,通过算例分析及结果对比,验证了应用弹塑性力学问题的无网格方法来解决非均质材料是完全可行的。
其他文献
本文先从较简单的情形开始,引入了来流为均匀的不可压缩理想势流的假定,研究了矩形平面双曲抛物面薄膜结构的动力稳定性及其失稳临界风速。在此研究中根据风速方向与结构主
为了最大限度地减轻地震灾害,人们提出了结构控制的概念。但是,目前这些控制装置或系统只是最大限度地减少或隔离水平地震作用,而对竖向地震作用几乎没有影响。由于地震动本
当前所进行西部大开发,迫切要求有包括道路交通在内的,高质量的基础设施建设作支撑,但是西部地区地质情况复杂、盐渍土分布广泛,并以其特殊的工程性质严重影响着基础设施的稳定
随着科学技术的发展,土木结构正在向大型化、复杂化发展,大跨度的空间结构体系不断出现。而大跨结构体形复杂,受力不明确,计算模型很难反映结构的真实情况,所以对大跨结构进
摘要:国内外对钢-混凝土组合框架结构抗震性能的研究主要以简单框架形式的拟动力试验方法和杆系有限元分析为主,三维精细壳-实体有限元分析方法的应用还比较少见。本文通过ABA
可展结构是一个创新性的结构概念,它允许外形和形状的改变以适应不同的功能和天气状况。它为建筑师及工程师打开了一个前所未有的充满可能性的世界。由于必须满足可展的要求,与
我国公路上的石拱桥,大多修建于20世纪70年代以前。这些早期建造的石拱桥由于设计承载力较低、环境腐蚀等原因,逐渐出现一些损伤,如拱圈漏水、砂浆风化、拱脚开裂等。随着我
本文对节段预制体外预应力混凝土梁设计理论进行了研究。具体的研究内容体现在设计理论涉及的几个关键问题上,包括节段预制体外预应力混凝土梁的弯曲、剪切性能;转向块受力
近年来随着我国的基础设施建设的迅猛发展,高墩桥梁出现愈加频繁。随着跨径和桥墩高度的增大,如何改善高墩桥梁的力学性能从而降低工程造价是亟需研究的问题。由于没有伸缩缝,整
地震作用下的倒塌是既有结构最为复杂的动力反应之一,对这一现象的分析具有深刻的理论意义,同时也是工程实践的迫切需要。对于砌体这种在地震中经常受到严重损坏甚至倒塌的结构