国家自然科学基金(51179063)
- 作品数：11 被引量：87H指数：5
- 相关作者：余天堂尹硕辉王振冷飞刘鹏更多>>
- 相关机构：河海大学华北水利水电大学黄河水利职业技术学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金高层次人才科研启动基金更多>>
- 相关领域：理学建筑科学机械工程水利工程更多>>
- 基于Bézier提取的三维等几何分析
- 2016年
- 等几何分析(IGA)将非均匀有理B样条(NURBS)函数作为有限元形函数,具有几何精确、高阶连续和精度高等优点。与常规有限元法C0连续的形函数不同,高阶IGA基函数不是定义在一个单元上,而是跨越由几个单元组成的参数空间,因而编程复杂且无法嵌入现有的有限元法计算框架及相应算法。本文建立了基于Bézier提取的三维IGA,将NURBS函数分解成伯恩斯坦多项式的线性组合,从而实现把NURBS单元分解为C0连续Bézier单元,这些单元与Lagrange单元相似,使IGA的实现和常规有限元一样,以便将IGA分析嵌入现有的有限元软件中。两个三维算例结果表明,基于Bézier提取的IGA和传统IGA的收敛性和精度相同。
- 来文江余天堂尹硕辉
- 关键词：NURBS伯恩斯坦多项式有限元法
- 扩展有限元法节点加强类型的确定
- 2013年
- 扩展有限元法的网格剖分不需要考虑裂纹的位置,但计算时需根据计算网格和裂纹位置关系确定加强节点和加强类型。一般根据加强单元类型确定加强节点和加强类型。确定加强单元类型,不仅要考虑裂纹位置,还要考虑单元形状。指出现有文献中只考虑裂纹位置根据节点水平集值判别加强单元类型的不足,提出相应的改进方法。对于复杂形状裂纹,采用水平集法确定加强单元类型并不方便;给出了一种确定加强单元类型、加强节点和加强类型的有效方法,即根据裂纹与单元边界交点数和裂纹拐点位置确定加强单元类型,然后根据加强单元类型确定加强节点及加强类型;给出了该方法详细的执行过程。算例分析表明了本文方法的正确性。
- 余天堂龚志伟
- 模拟三维裂纹问题的多尺度扩展有限元法被引量：5
- 2014年
- 扩展有限元法模拟裂纹时独立于网格,因此该方法是目前求解裂纹问题最有效的数值方法。为了在计算代价不大的情况,实现大型结构分析中考虑小裂纹或提高裂纹附近精度,在裂纹附近一般采用小尺度单元,其他区域采用大尺度单元。提出了分析三维裂纹问题的多尺度扩展有限元法,在需要的地方采用小尺度单元。基于点插值构造了六面体任意节点单元。所有尺度单元都采用8节点六面体单元,这样六面体任意节点单元可方便有效地连接不同尺度单元。采用互作用积分法计算三维应力强度因子。边裂纹和中心圆裂纹算例分析结果表明,该方法是正确和有效的。
- 王振余天堂
- 关键词：多尺度应力强度因子
- 模拟三维裂纹问题的自适应多尺度扩展有限元法被引量：14
- 2016年
- 为了在大型结构分析中考虑小裂纹或以小的代价提高裂纹附近求解精度,该文建立了分析三维裂纹问题的自适应多尺度扩展有限元法。基于恢复法评估三维扩展有限元后验误差,大于给定误差值的单元进行细化。所有尺度单元采用八结点六面体单元,采用六面体任意结点单元连接不同尺度单元。采用互作用积分法计算三维应力强度因子。三维Ⅰ型裂纹和Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹算例分析表明了该方法的正确性和有效性。
- 王振余天堂
- 关键词：自适应多尺度应力强度因子
- 多裂纹扩展的扩展有限元法分析被引量：38
- 2014年
- 建立了求解多裂纹扩展的扩展有限元法。引入裂纹交叉汇合加强函数以分析多裂纹交叉汇合过程;在裂纹附近区域使用广义形函数,并引入线增函数消除混合单元,可有效地提高裂纹附近的精度;用砂浆法(线段-线段接触法)结合增广型Lagrange乘子法处理裂纹段的接触条件,可以精确地模拟裂纹面约束,并方便地求解控制方程。算例分析了两方面内容:(1)计算交叉裂纹体的应力强度因子,结果表明提出的方法精度高;(2)模拟多裂纹扩展及交叉汇合过程,模拟的裂纹扩展路径与试验结果吻合得较好,表明了方法的可靠性。
- 石路杨余天堂
- 关键词：多裂纹
- 适用于扩展有限元裂缝计算的钢筋与混凝土粘结滑移关系被引量：2
- 2017年
- 以定量分析钢筋与混凝土粘结滑移关系为目标,利用RCXFEHohai-P扩展有限元程序,计算采用不同粘结滑移公式时钢筋混凝土简支梁的最大裂缝宽度。结果表明,计算所得最大裂缝宽度各不相同,且都与《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)所列最大裂缝宽度公式计算值存在差别。为此,基于GA-BP神经遗传网络,以规范最大裂缝宽度公式计算值为预测目标,反演得到适用于扩展有限元裂缝计算的粘结滑移公式,算例表明该公式能满足扩展有限元裂缝宽度计算要求。研究成果对提高扩展有限元裂缝分析的准确性具有一定的参考价值。
- 刘硕汪基伟冷飞
- 关键词：钢筋混凝土结构粘结滑移关系
- 平板断裂问题的多尺度扩展有限元法被引量：1
- 2016年
- 采用渐进弯曲奇异函数和跨过裂纹面的不连续函数,加强常规的位移逼近空间,从而使计算网格独立于裂纹,建立了贯穿裂纹Reissner-Mindlin板的多尺度扩展有限元法。在裂纹附近区域采用小尺度网格,其他区域采用大尺度网格。在计算代价不大的情况下,考虑大型结构中小裂纹的存在或者提高裂纹附近的精度。所有尺度单元都采用四结点四边形板单元,四边形任意结点板单元连接不同尺度单元。用互作用积分法计算裂尖应力强度因子,算例分析检验了本文方法的精度和有效性。
- 胡凯尹硕辉
- 关键词：REISSNER-MINDLIN板多尺度应力强度因子
- 扩展有限元中边界条件的施加
- 2016年
- 扩展有限元施加边界条件的方法与有限元不同,但尚无文献进行详细的说明.本文由有限元的控制方程和边界条件的基本格式出发,说明了扩展有限元施加应力和位移边界的原理,以单个带裂缝单元为例给出了Standard-XFEM和Shifted-XFEM模式下扩展有限元施加边界条件的具体实现过程.最终,通过一个受均布荷载的简支梁验证了本文介绍方法的正确性.结果表明:对于应力边界,应由最小位能原理导出的公式计算等效结点荷载,不同位移模式下,由外部荷载计算等效结点荷载的公式相同,但得到的结点荷载向量不同.位移边界则应将不同的位移模式在约束处所满足的方程带入控制方程求解.虽然均采用上述原理施加边界条件,但采用不同位移模式时,实现边界条件的具体方法不尽相同.
- 冷飞张然
- 关键词：位移边界条件应力边界条件
- 基于等几何有限元法的功能梯度板自由振动分析被引量：15
- 2013年
- 基于一阶剪切变形板理论,建立了分析金属-陶瓷功能梯度板自由振动问题的非均匀有理B样条(NURBS)等几何有限元格式。功能梯度板材料属性沿厚度方向呈梯度连续变化。采用等几何有限元法,讨论了梯度指数、边界条件及长厚比对四种典型功能梯度材料(Al/Al2O3、Al/ZrO2、Ti-6Al-4V/Aluminum oxide和SUS304/Si3N4)板自振频率的影响。数值算例表明,等几何有限元法具有高精度和高收敛率优点,能有效求解功能梯度板的动响应。
- 尹硕辉余天堂刘鹏
- 关键词：功能梯度板一阶剪切变形理论
- 等几何分析与有限元直接耦合法被引量：2
- 2014年
- 等几何分析(IsoGeometric Analysis,IGA)具有几何模型精确,分析精度高和收敛速度快等优点,但积分效率不高、边界条件处理复杂.因此,提出一种IGA与有限元直接耦合的方法,将有限元与IGA交界处节点自由度用等几何控制节点直接表示出来,从而形成IGA与有限元的耦合单元.算例分析表明,该方法与常规有限元法相比具有精度高的特点,与IGA相比具有施加边界条件方便的优点.
- 尹硕辉余天堂
- 关键词：有限元
