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方环形力传感器变形的边界元分析

方环形力传感器变形的边界元分析李立新,詹慧(武汉钢铁学院)(武汉钢铁(集团)公司)摘要本文对某方环形力传感器的变形进行了边界元分析,在此基础上确定了应变片的贴片部位及组桥方式.关键词:方环形传感器;变形;应变;边界元分析1问题的提出方环形应变式力传感器因加工制作容易,贴片方便、成本低廉、抗干扰能力强而广泛用于力的测量及称重计量。然而这类传感器的变形规律难以用材料力学或弹性力学的方法描述,于是人们就采用光弹应力分析等实验手段或有限元法代替材料力学或弹性力学的估算,以提高精度,提供正确的贴片位置[‘].有限元法是将所考虑的区域分割成有限大小的小区域,根据变分原理把微分方程变换成变分方程,将求解微分方程的问题交换成求解关于节点未知量的代数方程的问题.近年来该法在许多工程问题的数值计算中得到了广泛的应用.边界无法是根据积分定理将区域内的微分方程变换成边界上的积分方程,然后将边界分割成有限大小的边界单元,把边界积分方程离散成代数方程.由于...  (本文共3页) 阅读全文>>

《力学学报》2017年05期
力学学报

大规模边界元模态分析的高效数值方法

王俊鹏校金友2)文立华(西北工业大学航天学院,西安710072)AN EFFICIENT NUMERICAL METHOD FOR LARGE-SCALE MODAL ANALYSISUSING BOUNDARY ELEMENT METHOD'?Wang Junpeng Xiao Jinyou 2)Wen Lihua(College of Astronautics,Northwestern Polytechnical University■,Xi'an 1\0012,China)2)校金友,教授,主要研究方向:计算力学,边界元法,结构振动与噪声.E-mail:xiaojy@nwpu.edu.cn引言边界元法[1](boundary element method,BEM)是一种重要的工程数值方法,在计算力学、声学等领域应用很广尤其是对于中高频振动和波的传播问题[4],边界元法不仅能有效降低求解规模,还能避免数值色散误差,具有很大的...  (本文共11页) 阅读全文>>

《沈阳工业学院学报》1993年04期
沈阳工业学院学报

边界元奇异积分处理

n己I雀旨、口J.‘二J 边界单元法愈来愈成为工程中强有力的数值计算工具,计算结果的精确和计算时间的减少是人们普遍关心的,而奇异积分处理的好坏,直接影响到这些问题,因此,本文给出奇异积分的解析形式,将大大改善计算精度,加快计算速度,从而给出边界元计算带来极大益处.1边界积分方程以平面应变为例,其边界积分方程可写成〔‘〕C!,U,(X)+丁r,1了:(X,,)U,(,)d·(,) f;,.,、,,、」_,、.f。,,_、二,,、」_,、「。,,_、扩(y)」_,_、 =IU,,、J,y夕L”y少ul、y少--t-- .f;气J一y少止气y少ul、y少一.叹,、沈,y户一又丁一ul戈y夕· J r J r J ro“(1)其中第4期张爱锋等:边界元奇异积分处理 l+口厂,_、,‘/1\。‘i,Lx,y)=1二~石下丁一一下灭1 Lj一4U)Int二丁JOi;一r丫r,z 任J LJ二、l—以j、、I,7’弓(x,少)=一14兀(l一...  (本文共5页) 阅读全文>>

《清华大学学报(自然科学版)》1988年02期
清华大学学报(自然科学版)

采用有限元-边界元耦合方法计算弹塑性应力

0弓l言 三通结构广泛地应用于核工程、电力、石油、化工工程的管道和压力容器中,由于连接部位形状复杂,往往产生很大的应力集中,而且局部区域已进人塑性。采用有限元方法求解时,在应力集中区附近需要划分比较密集的网格,”这就使得未知量的数目和总体刚度矩阵的带宽变得很大。计算这样的问题往往要化费很多机时,而且用有限元分析时,往往由位移的近似值来计算应力,所得的边界应力结果一般较差,而应力集中又正好发生在边界上。边界元方法处理此类应力集中问题是比较有效的,可直接得到边界上的位移和面力值。但是由于三通结构的复杂性,支管和主管的大部分区域的表面积与体积之比值较大,故采用边界元方法来求解整个结构就显得不够合理。 本文采用有限元一边界元耦合方法对高压三通进行弹塑性分析,在处于弹塑性状态的连接处附近区域使用边界元方法,其它部分使用有限元方法。 1计算模型 受内压的管道T形接头由于具有二个对称面。可以取四分之一进行计算,有限元和边界元区域划分见图5。在...  (本文共10页) 阅读全文>>

《机械设计》1988年03期
机械设计

边界元在齿轮弯曲强度计算中的应用

一引言 边界元(BEM)是国外70年代后期发展起来的“种与有限差分法(F DM),有限元(FEM)并列的微分方程的数值解法。边界元将问题的维数降低了一维,从而使线性方程组的阶数大大降低,并减少了数据准备工作量,为在微机上应用边界元奠定了基础。边界元用精确的基本解作为权函数,离散误差仅来源于边界。所以,与有限元相比,它具有更高的计算精度。边界元以边界节点上的位移和面力作为节点未知数进行求解,不用由内部节点信息处推至边界节点。因此它的解比有限元有更大的直接性,非常适合于,求解大应力梯度的边界应力问题。如应力集中问题等。 齿轮的受载应力,包括接触应力和齿根弯曲应力,均为大应力梯度的边界应力问题。用边界元求解能获得准确可靠的解答。二基本方程图1 在弯曲应力计算中,(如1图所示)采用不计体力的平衡方程作为控制方程: 。IJ,J=0在921勺 边界条件,t,一ti二0ui一。i“0在rt上在f。上Pt和r。分别为物体的力边界和位移边界。且有...  (本文共7页) 阅读全文>>

《振动工程学报》1988年03期
振动工程学报

地面谐运动激励下任意外形水坝稳态响应的双边界元解

符号表切(xl,xZ)g材0O2子J、£fi、口.5口、口。P、PO几、vGo、u打f朴切{ul}、{uZ}、{。3}{Pl}、{PZ}、王P3}占‘i流场的速度势幅值重力加速度地面水平位移幅值地面运动的圆频率坝内点的位移矢量分量、应变和应力张量分量分别为坝和水所占的面域分别为坝和水的密度坝材料的拉梅常数坝材料的剪切弹性模量和泊松比坝体周线上点的外法线的方向余弦水域周线上点的单位外法线厂1、厂:和r3(图l)上的位移向量幅值厂1、厂:和厂3上的作用力向量幅值Kroneeker delta符号虑单位(‘一了二丁)本文于1987年4月22日收到。地面谐运动激励下任意外形永坎稳态响应的双边界元解 地面谐运动激励下水坝的动强度分析是工樱中{~个重要的研究课题,以往不少学者采用各种方法研究过这个问题r’,2,3’.本文基于有限水深带形域势流问题的基本解和二维线弹性力学中的Kelvin解,提出了水坝系统稳悉响应的一个双边界元解法,把它归结为...  (本文共7页) 阅读全文>>