国家自然科学基金(10572077)
- 作品数：13 被引量：37H指数：4
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- 应变梯度弹性理论C^1自然邻近迦辽金法被引量：4
- 2009年
- 应变梯度弹性理论的控制方程是位移场的四阶偏微分方程,Galerkin离散要求形函数C1连续。将non-Sibsonian插值函数作为三次单纯形Bernstein-Bézier多项式的基坐标,构建了C1自然邻近插值函数。由于C1形函数对结点函数值和梯度值的插值特性,本质边界条件可以直接施加。具体算例包括双材料系统的边界层分析和中心圆孔无限大板承受双轴拉伸时位移和应力分布的分析,数值解与理论解吻合得较好,表明C1自然邻近迦辽金法能够用来分析应变梯度弹性理论问题。
- 聂志峰周慎杰王凯孔胜利
- 关键词：尺寸效应
- 基于局部自然邻近无网格法的形状优化被引量：6
- 2009年
- 把自然邻近无网格法中控制方程的局部积分'弱'形式应用于连续型物质导数法灵敏度分析中,使用直接微分法导出了基于局部子域积分方程的连续型灵敏度分析公式,采用自然邻近无网格法对其离散求解,以获得各结点处的灵敏度信息。使用该灵敏度分析方法,把自然邻近无网格法与非线性规划理论相结合,采用约束变尺度序列二次规划法,构建了一种形状优化方法。算例表明,该灵敏度计算方法只使用离散结点信息,计算精度高,无需额外的背景积分网格,优化过程不需要网格重构,具有较高的收敛速度,使用较少的设计变量就可以获得良好的优化效果。
- 王凯周慎杰聂志峰孔胜利
- 关键词：无网格法
- 考虑偶应力影响的有限大板单边裂纹计算
- 2008年
- 裂纹尖端存在很大的应变梯度,应变梯度效应对裂纹尖端附近的应力场和微尺度下的断裂行为产生显著影响.本文采用基于偶应力理论的无网格迦辽金法计算有限大板单边裂纹尖端的应力场和应力强度因子,分析了偶应力对裂纹尖端的影响.计算结果表明基于偶应力理论的无网格法的有效性和可行性.
- 郝明辉王锡平王敏周慎杰
- 关键词：偶应力理论应力强度因子
- 基于偶应力理论的拉格朗日乘子约束的四结点杂交元法
- 2007年
- 在约束转动的偶应力理论中,有微转动和宏观转动相等的约束条件,目前的研究对于此约束条件的引入大都是采用罚函数法,罚函数法与其他引入约束条件的方法相比要求相对弱一点,容易实现,但罚函数值的选择有一定的困难,不利于偶应力理论的推广应用,以拉格朗日乘子来引入此约束条件,避免了罚函数法的缺点.为了满足偶应力问题对单元位移试解的c1连续性要求,采用四结点杂交元来构造有限单元法的基本单元.数值算例验证了本文方法具有精度高和稳定性好的特点.
- 张波王锡平李术才杨学英姜晓波王敏干惠明
- 关键词：偶应力拉格朗日乘子杂交元
- 应变梯度对静电力驱动微梁吸合电压的影响被引量：2
- 2012年
- 基于应变梯度理论,建立静电力驱动微梁的控制方程,通过瑞利-利兹法对微梁的控制方程进行降阶,得到一组非线性代数方程。利用牛顿-拉菲森法求解该方程组,确定微梁的吸合电压,分析应变梯度对吸合电压的影响规律。结果表明,当微梁的无量纲厚度减小时,无量纲吸合电压将显著增大,表现出明显的尺寸效应;随着材料内禀特征长度的增加,无量纲吸合电压的尺寸效应也越显著,说明应变梯度对微梁的吸合电压影响显著。随着微梁无量纲厚度的减小,残余应力对无量纲吸合电压影响显著,可以减弱应变梯度对无量纲吸合电压的影响;同时应变梯度可以显著降低中面伸长对吸合电压的影响。分析结果可为微机电系统中微梁的设计提供参考。
- 赵俊峰周慎杰王炳雷王锡平
- 关键词：应变梯度理论
- 基于偶应力理论的压杆屈曲载荷的尺寸效应被引量：7
- 2009年
- 许多微尺度实验证实,一些材料在微尺度下的力学性能存在尺寸效应。基于修正偶应力理论研究细长压杆屈曲载荷的尺寸效应,利用变分原理得到细长压杆屈曲的控制方程和边界条件,求解相应的屈曲边界值问题。结果表明,当细长压杆的特征尺寸与其材料本征尺度参数相当时,其屈曲载荷显著增大,表现出明显的尺寸效应;而当细长压杆的特征尺寸远大于其材料本征尺度参数时,其屈曲载荷与传统理论值基本相等,即其尺寸效应消失。
- 孔胜利周慎杰聂志峰王凯
- 关键词：尺寸效应偶应力理论变分原理屈曲载荷微电子机械系统
- 基于C^1自然邻近插值的曲面拟合被引量：4
- 2010年
- 以C^0连续non-Sibsonian插值作为三次单纯形Bernstein-Bézier多项式的基坐标,构造C1连续自然邻近插值函数。介绍了高阶连续函数的构建原理和性质。将C1连续自然邻近插值函数应用于曲面拟合场合,由于Voronoi图能够自动调整数据点分布不规则和密度不均匀在空间上的差异,即使对于散乱数据点,也能获得较好的拟合结果。
- 聂志峰周慎杰王凯孔胜利
- 关键词：计算机应用曲面拟合
- 基于质心Voronoi结构的布点算法及应用被引量：9
- 2008年
- 以初始点的Voronoi结构为基础,建立基于质心Voronoi结构的布点算法。该算法通过区域上的初始离散点构造Voronoi结构,利用面积坐标法确定Voronoi结构的质心点,以成本函数作为质心Voronoi结构的收敛准则。若质心点满足收敛准则,则将该质心点作为区域的离散节点。然后利用切边处理技术,实现复杂区域内的布点算法,即给出不同区域的均匀布点和非均匀布点。以长圆筒为例,采用基于Voronoi结构的布点算法对求解域进行点的离散,利用自然邻近Petrov-Galerkin无网格法计算其应力值,求得的应力值与精确值比较吻合,这证明了将质心Voronoi结构的质心点作为无网格法区域离散节点进行无网格法分析是比较精确、可靠的。
- 冀翠莲周慎杰田蕴王凯
- 关键词：无网格法
- 偶应力理论的无网格法
- 2008年
- 根据偶应力理论的基本方程,在能量泛函中引入罚函数来满足偶应力理论的几何约束条件,从而得到偶应力理论的无网格法的控制方程。通过算例,分析了偶应力对带中心圆孔的无限平板在单轴拉伸及纯剪状态下的应力集中的影响,验证了该无网格方法的有效性和可行性。
- 王敏王锡平周慎杰
- 关键词：偶应力理论无网格法应力集中尺寸效应
- 基于局部Petrov-Galerkin离散方案的无网格法被引量：4
- 2006年
- 基于局部Petrov-Galerkin离散方案,选用自然邻近插值构造试函数,用Shepard函数作为权函数,提出了一种无网格方法(MNNPG),这种方法充分发挥了局部Petrov-Galerkin法的优势,并且结合了自然邻近插值的特点,方便引入边界条件,由于以Shepard函数的圆形支集作为积分子域,用分片中点插值来完成区域积分,无需额外背景网格,是一种真正的无网格法。本文将该无网格方法用于求解二维弹性力学边值问题,算例结果很好地吻合了精确解,表明该方法具有良好的数值精度和稳定性。
- 王凯周慎杰单国骏
- 关键词：无网格法
