结构有限元分析方法论文-李上明,陈红永,吴连军

结构有限元分析方法论文-李上明,陈红永,吴连军

导读:本文包含了结构有限元分析方法论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:有限元,连分式,无限水域,水下结构

结构有限元分析方法论文文献综述

李上明,陈红永,吴连军[1](2019)在《基于高频连分式与有限元法的水下结构瞬态分析方法》一文中研究指出本文针对水下结构与无限声学水域的流固耦合问题,建立了基于比例边界有限元法(SBFEM)连分式和有限元法(FEM)的瞬态分析方法。该方法分别采用SBFEM高频连分式和FEM方程模拟无限水域和水下结构等有限域。基于其耦合项,建立了连分式与FEM耦合公式。通过数值算例,讨论了连分式阶数对计算精度的影响,比较了连分式法和SBFEM卷积积分的计算效率。数值结果表明高频连分式可准确模拟无限水域的高频特性,并随着连分式阶数的增多,可合理模拟无限水域低频特性。该方法继承SBFEM的精度高、离散单元少等特点,又避免了其卷积积分,提升了计算效率,为水下结构瞬态响应分析提供了一种高效方法。(本文来源于《船舶力学》期刊2019年11期)

高龙,张宝吉[2](2019)在《游艇泡沫夹层结构有限元分析方法》一文中研究指出以一艘泡沫夹层玻璃钢材质双体游艇的帽形骨材结构为研究对象,考虑有芯和无芯两种情况,分别施加相同的边界条件和载荷,强度有限元计算结果表明,有无泡沫芯材两种模型的等效应力、最大剪应力以及最大变形的结果及应力变形分布情况等几乎相同,分析夹层板结构芯材直接计算方法,认为不能用简单的一层板单元代替泡沫芯材夹层板。(本文来源于《船海工程》期刊2019年03期)

王万林,徐从昌,王震虎,王哲阳,李落星[3](2019)在《铝合金车体的有限元分析和结构评估方法研究》一文中研究指出为探究新型轻质铝合金车身的设计方法,本文中以铝合金下车体为例,重点探讨铝合金车体的有限元分析方法和结构的整体评估方法。首先采用shell单元模拟铝合金焊缝,建立车体的有限元模型,并对其基础性能进行仿真,其结果与弯扭刚度和模态实验的对比,弯曲刚度、扭转刚度、1阶弯曲模态和1阶扭转模态的误差分别为-2.45%,-3.59%,-3.43%和-2.73%,验证了铝合金车体有限元模型的正确性。然后为评估车体的传力性能,引入广义结构刚度的概念,通过对车体传力路径的识别,确定车体结构中的薄弱区域,并进行结构改进。改进后,在质量稍有增加(0.19 kg)的情况下,车体的弯曲刚度、扭转刚度、1阶弯曲模态和1阶扭转模态分别提升了5.59%,1.99%,2.42%和0.65%,表明了基于广义结构刚度的车体整体结构评估方法的有效性。(本文来源于《汽车工程》期刊2019年06期)

王帅霖[4](2019)在《基于离散元—有限元耦合方法的海洋平台结构冰激振动分析》一文中研究指出在寒区海域,冰载荷是影响海洋结构安全运行的主要环境载荷之一,由其引起的冰激振动给海洋结构及其上部生产设备带来了严重危害。如何合理确定海洋结构的冰激振动响应是其结构设计、疲劳分析以及安全预警的关键。海冰与海洋结构相互作用过程中,同时涉及到海冰破碎的非连续介质特性以及海洋结构振动的连续介质特性,给数值仿真带来困难。为此,本文提出了一种针对海洋平台结构冰激振动的数值方法。为分析寒区海洋结构的冰激振动,本文建立了海冰与海洋结构相互作用的离散元(DEM)-有限元(FEM)耦合模型。采用具有粘结-破碎性能的球体离散单元对海冰的破碎特性进行模拟;通过由梁单元、平板型壳单元以及六面体实体单元构建的海洋平台有限元模型,获得了结构振动及应力分布等信息;在DEM与FEM界面处实现了耦合参数的传递;为提高耦合模型的计算效率和规模,分别发展了基于区域分解法(DDM)的耦合模型以及基于GPU并行的高性能耦合模型;在此基础上,通过DEM-FEM耦合模型对海洋平台结构的冰激振动特性展开研究。本文的主要研究内容如下:(1)海洋平台结构冰激振动的DEM-FEM耦合模型针对海冰的破碎特性,采用具有粘结-破碎性能的球体离散单元对其进行描述。海洋结构有限单元模型分别通过梁单元、平板型壳单元以及六面体实体单元构建。在耦合界面上发展了相应的接触算法和耦合参数传递算法。利用球体冲击以及弹性杆碰撞算例验证了DEM-FEM耦合模型的合理性。最后,将DEM-FEM耦合模型应用在船舶螺旋桨切削海冰的问题中,模拟了海冰-螺旋桨在空气中的切削过程,分析了切削过程中海冰的破坏过程、冰载荷、螺旋桨结构的应力分布。(2)基于DDM的DEM-FEM耦合模型为解决DEM-FEM耦合模型中计算步长较小导致的耗时问题,引入DDM的思想,根据结构有限单元是否可能与离散单元接触划分子区域,实现了DEM-FEM耦合模型在不同计算区域采用不同计算时间步长。采用该方法模拟了海冰与锥体导管架海洋平台的相互作用,通过对比不词时间步比率下的结构冰载荷以及冰激振动加速度,证明了该算法在模拟海洋结构冰激振动中的稳定性;通过对比不同时间比下的计算时间,表明了该算法的高效性。(3)基于GPU并行的DEM-FEM耦合算法为提高DEM-FEM耦合模型的计算效率和规模,采用GPU并行计算技术对离散单元与有限单元间的全局搜索、有限单元刚度阵组装、动力方程求解以及界面耦合参数传递进行了 GPU并行化。本文分别采用海冰与锥体结构的相互作用、悬臂梁横向振动和弹性杆碰撞算例,对改进后GPU并行算法的计算精度和效率进行了对比分析,其具有良好的计算精度和加速比。(4)海洋平台结构的冰激振动特性研究基于DEM-FEM耦合模型对寒区海洋平台结构的冰激振动特性展开分析,模拟了不同类型海洋平台与海冰的相互作用。通过海冰DEM模型得到了不同冰向下多桩腿平台结构的冰载荷,分析讨论了多桩结构冰载荷遮蔽效应的产生机理;对渤海多桩腿锥体和单桩腿锥体两种导管架海洋平台结构的冰激振动特性进行了讨论分析;将不同冰况下得到的冰载荷和冰激振动加速度与相应的经验公式和实测数据对比,验证了DEM-FEM耦合模型的合理性,模拟结果表明结构冰激振动加速度与冰速和冰厚平方的乘积呈线性关系。最后,对DEM-FEM耦合方法以及寒区海洋结构冰激振动的研究工作进行了总结,讨论了后续研究的主要问题。(本文来源于《大连理工大学》期刊2019-06-01)

杨昭鹤[5](2019)在《面向多层管柱结构的脉冲涡流检测有限元分析和缺陷判别方法研究》一文中研究指出近年来,随着我国社会经济的快速发展,油气能源的需求量与日俱增,采用无损检测手段对油气井采集系统进行有效评估成为保障油气采集作业安全的重要手段。脉冲涡流检测方法因其不受非铁磁性干扰的影响、检测速度快等优势,在油气井结构缺陷检测中备受关注。本文结合相关科研项目,面向油气井工程实际需求,开展了多层管柱结构脉冲涡流检测的基于有限元分析的数值仿真和缺陷定性定量分析方法研究。在进行适当的抽象与简化后,本文应用基于有限元分析法的数值仿真方法分析了油气井多层管柱结构的脉冲涡流检测信号特征和规律;研究了典型缺陷的判别和分类方法;并针对油气井多层管柱结构缺陷检测中最小套管内径这一关键参数,开展定量分析方法研究。论文主要的研究工作与创新点如下:(1)针对油气井多层管柱结构脉冲涡流检测响应规律复杂以及在各种典型场景下检测机理研究薄弱等问题,研究了基于有限元分析的数值仿真建模方法,对横缝、纵缝、弯曲变形、挤压变形等典型缺陷以及实际检测中采用的叁个方向的探头,设计了单层套管纵向探头模型、单层套管横向探头模型、油管+套管纵向探头模型等多组数值仿真模型,采用有限元分析法进行求解,分析了不同场景下的响应信号和空间电磁场分布规律,分析了对于不同类型的缺陷,不同方向探头的检测能力,总结了检测信号特征和磁场分布规律,为缺陷的定性定量分析提供理论指导。(2)基于数值仿真建模研究的结论,研究了油气井多层管柱结构缺陷检测定性分析方法,对油气井多层管柱十余种典型缺陷进行了判别和分类。针对油气井多层管柱结构脉冲涡流检测信号基线漂移现象,提出了基于分段最小二乘法的基线去除方法;结合数值分析的特征和规律,对传统主成分分析方法进行了改进,并基于改进主成分分析法有针对性地提取了用于定性分析的特征量;基于提取的特征量,采用随机森林分类方法对多层管柱结构缺陷进行识别和分类,在单层套管和油管+套管的实验中均取得了良好的效果;通过对比分析,得到采用本文提出的改进主成分分析方法,相较于基于传统主成分分析方法,定性分类准确率有明显的提升,定性分析能力更强。(3)针对最小套管内径这一关键指标,开展了油气井多层管柱结构缺陷检测定量分析方法研究。在对油气井多层管柱结构缺陷检测定性分析的基础上,针对缺陷类型对最小套管内径存在明显影响的问题,提出了基于组合特征量的特征提取方法,并采用随机森林回归方法对多层管柱结构缺陷的最小套管内径进行定量分析,在单层套管和油管+套管的实验中均取得了良好的效果;通过对比分析,得到采用组合特征量进行定量分析,相较于基于非组合特征量进行分析,定量分析准确度有明显的提升,定量分析能力更强。综上,本文面向油气井多层管柱结构缺陷脉冲涡流检测的实际需求,重点研究了典型场景下脉冲涡流响应规律、定性判别方法和量化评估方法,对十余种典型缺陷进行了定性判别和分析,对多层管柱的最小内径进行了量化分析,形成了多层管柱数值仿真模拟、定性评估、定量计算的脉冲涡流检测技术方案,为油气井多层管柱的健康状态评估、寿命预测等工作提供了技术支持。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-02-01)

赵航,张华振,兰澜,伍科,姜恒坤[6](2019)在《点阵材料抛物面结构的参数化有限元建模方法及赋形分析》一文中研究指出针对点阵材料抛物面结构进行有限元分析时的几何建模需求,提出了一种点阵材料抛物面结构的参数化有限元建模方法。首先,利用数学公式表征出抛物面结构在平面投影区域内的点阵材料胞元特征点坐标信息,生成点阵材料的平面几何模型。然后,采用映射法将平面模型映射到标准抛物面,并将抛物面上每一胞元特征点进行有序编号,基于该特征点序号,编译循环程序,根据需求划分网格生成相应的节点和单元。基于该方法,建立了手性六边形点阵材料抛物面结构的有限元模型,进行了初步的胞元几何参数优化,并通过分析该抛物面结构重构赋形时的变形能力和最大应力,初步验证文中方法的有效性,为手性六边形点阵材料抛物面结构的进一步优化分析奠定了基础。(本文来源于《机械工程师》期刊2019年01期)

李长坤,刘西灿[7](2018)在《钢管混凝土结构有限元分析方法》一文中研究指出对钢管混凝土结构有限元分析时材料本构关系选取和结构建模方法进行了对比分析,给出了不同钢管混凝土结构在一般受力状态和复杂受力状态下分析方法选择的建议。(本文来源于《绿色环保建材》期刊2018年12期)

彭宁宁,丁德豪[8](2018)在《板桁组合结构有限元分析方法的优化》一文中研究指出通过研究板桁组合结构的受力特点,在常用的有限元计算方法基础上,该文提出一种简化的计算分析方法以提高工作效率。并以两个实例为依据,通过静力和动力特性分析,验证了此简化方法的有效性和实用性。(本文来源于《中外公路》期刊2018年05期)

尹俊辉,徐立,杨中海,李斌[9](2018)在《微波管结构动力学分析的快速有限元方法及CAD技术研究》一文中研究指出微波管在使用过程中要承受各种机械冲击和振动应力作用。由于微波管的结构非常精细和复杂,微小的机械振动可能会导致电气故障甚至材料失效。因此在各种外部机械扰动下,分析微波管结构在当前设计下的不稳定性以及预测未来使用过程中的结构失效是微波管设计的一个重要环节。本文开发了基于有限元方法的叁维力学振动分析数值仿真软件—MCS,其由设计环境、自由振动分析模拟器、随机振动分析模拟器组成。该软件已经应用于微波管结构可靠性设计,本文通过电子枪的随机振动分析来验证软件的准确性。结果表明该软件具有良好的数值计算可靠性,即模态频率和振动振型以及随机响应计算结果与ANSYS计算结果一致,其可以提高微波管结构可靠性设计效率,为设计、研制和开发新产品创造良好的仿真平台。(本文来源于《中国电子学会真空电子学分会第二十一届学术年会论文集》期刊2018-08-23)

冯峰[10](2018)在《基于Abaqus的有限元薄壁结构静强度分析方法研究》一文中研究指出首先对利用有限元进行结构强度计算的作业流程进行介绍,然后针对薄壁结构在进行有限元静强度计算时采用的不同网格类型和网格尺寸对计算结果准确性的影响进行研究:对同一薄壁结构分别按"六面体单元、四面体单元和壳单元"的形式进行网格划分,分析不同网格类型对计算结果的准确性影响大小;同时,对薄壁结构按同一种网格类型,分别设置不同网格尺寸,分析网格尺寸的大小对计算结果的准确性影响大小。研究结果可为工程实践中薄壁结构的强度计算提供指导。(本文来源于《现代机械》期刊2018年03期)

结构有限元分析方法论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

以一艘泡沫夹层玻璃钢材质双体游艇的帽形骨材结构为研究对象,考虑有芯和无芯两种情况,分别施加相同的边界条件和载荷,强度有限元计算结果表明,有无泡沫芯材两种模型的等效应力、最大剪应力以及最大变形的结果及应力变形分布情况等几乎相同,分析夹层板结构芯材直接计算方法,认为不能用简单的一层板单元代替泡沫芯材夹层板。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

结构有限元分析方法论文参考文献

[1].李上明,陈红永,吴连军.基于高频连分式与有限元法的水下结构瞬态分析方法[J].船舶力学.2019

[2].高龙,张宝吉.游艇泡沫夹层结构有限元分析方法[J].船海工程.2019

[3].王万林,徐从昌,王震虎,王哲阳,李落星.铝合金车体的有限元分析和结构评估方法研究[J].汽车工程.2019

[4].王帅霖.基于离散元—有限元耦合方法的海洋平台结构冰激振动分析[D].大连理工大学.2019

[5].杨昭鹤.面向多层管柱结构的脉冲涡流检测有限元分析和缺陷判别方法研究[D].浙江大学.2019

[6].赵航,张华振,兰澜,伍科,姜恒坤.点阵材料抛物面结构的参数化有限元建模方法及赋形分析[J].机械工程师.2019

[7].李长坤,刘西灿.钢管混凝土结构有限元分析方法[J].绿色环保建材.2018

[8].彭宁宁,丁德豪.板桁组合结构有限元分析方法的优化[J].中外公路.2018

[9].尹俊辉,徐立,杨中海,李斌.微波管结构动力学分析的快速有限元方法及CAD技术研究[C].中国电子学会真空电子学分会第二十一届学术年会论文集.2018

[10].冯峰.基于Abaqus的有限元薄壁结构静强度分析方法研究[J].现代机械.2018

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