UH模型切线刚度矩阵对称化及其应用 被引量：10

1

作者 罗汀 秦振华 +1 位作者 姚仰平 冯兴 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期1186-1190,共5页

分析了目前常用的几种土的本构模型三维化方法以及变换应力方法的优势.详细分析了用变换应力三维化本构模型非关联流动的本质,针对因采用非关联流动法则而带来的本构模型切线刚度矩阵的非对称性,建立了本构模型切线刚度矩阵的对称化方法... 分析了目前常用的几种土的本构模型三维化方法以及变换应力方法的优势.详细分析了用变换应力三维化本构模型非关联流动的本质,针对因采用非关联流动法则而带来的本构模型切线刚度矩阵的非对称性,建立了本构模型切线刚度矩阵的对称化方法.将此方法应用于UH模型并进行了有限元分析,进行了三轴伸长试验有限元分析.通过以上分析比较发现,切线刚度矩阵对称化方法能够明显改善有限元分析的收敛性,缩短分析时间,有着非常好的应用前景. 展开更多

关键词 土 三维化 非关联 切线刚度矩阵 对称化 有限元

在线阅读 下载PDF 职称材料

势能增量驻值原理与切线刚度矩阵的解构规则 被引量：5

2

作者 陈常松 陈政清 颜东煌 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期892-898,共7页

基于有限位移理论应变能密度函数的定义,利用Kirchhoff应力张量和Green应变张量,推出了非线性分析中增量形式的势能驻值公式,并证明了由势能增量驻值原理得到的增量平衡方程形式与由虚位移原理所得的结果完全一致。然后,根据势能增量驻... 基于有限位移理论应变能密度函数的定义,利用Kirchhoff应力张量和Green应变张量,推出了非线性分析中增量形式的势能驻值公式,并证明了由势能增量驻值原理得到的增量平衡方程形式与由虚位移原理所得的结果完全一致。然后,根据势能增量驻值原理并利用泛函驻值条件,得到了有限位移分析中T.L格式和U.L格式的切线刚度矩阵的解构规则。利用该解构规则形成切线刚度矩阵的方法简单、直观,通过平面梁元例题验证了可利用该方法求得任何单元或结构的切线刚度矩阵。 展开更多

关键词 有限位移理论 势能增量驻值原理 Kirchhoff应力张量 Green应变张量 切线刚度矩阵 非线性分析 解构规则

在线阅读 下载PDF 职称材料

等直杆单元切线刚度矩阵的精确分析方法 被引量：7

3

作者 刘树堂 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期48-53,共6页

为了有效完成大型铰接单层网壳结构的后屈曲分析,本文采用对杆单元杆端力函数求导的方法推导出了等直杆单元切线刚度矩阵的精确形式。该切线刚度矩阵不受结构小变形限制,适用于结构产生任意大结点位移情况。以六角星桁架、平面圆拱桁架... 为了有效完成大型铰接单层网壳结构的后屈曲分析,本文采用对杆单元杆端力函数求导的方法推导出了等直杆单元切线刚度矩阵的精确形式。该切线刚度矩阵不受结构小变形限制,适用于结构产生任意大结点位移情况。以六角星桁架、平面圆拱桁架和大跨K8单层网壳结构为算例,采用广义位移控制法进行非线性后屈曲分析,其中预测子采用本文杆单元切线刚度矩阵。算例分析结果表明,本文杆单元切线刚度矩阵在大型铰接单层网壳结构的非线性后屈曲分析中有很强的预测能力。 展开更多

关键词 后屈曲分析 等直杆单元切线刚度矩阵 K8单层网壳

在线阅读 下载PDF 职称材料

空间梁单元切线刚度矩阵的精确分析方法 被引量：1

4

作者 刘树堂 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2014年第4期135-142,共8页

为有效进行空间刚架结构后屈曲分析,提出一种新的空间梁单元切线刚度矩阵的精确分析方法。首先用直接法建立梁单元杆端力与杆端位移的增量关系式,然后根据矩阵微分理论求出单元杆端力关于杆端位移的导数,在求导结果表达式中令杆端位移... 为有效进行空间刚架结构后屈曲分析,提出一种新的空间梁单元切线刚度矩阵的精确分析方法。首先用直接法建立梁单元杆端力与杆端位移的增量关系式,然后根据矩阵微分理论求出单元杆端力关于杆端位移的导数,在求导结果表达式中令杆端位移增量为0,即可得到梁单元切线刚度矩阵。对六层和二十层空间刚架结构进行了后屈曲分析。结果表明:所得的空间梁单元切线刚度矩阵具有足够精度,可有效用于大型空间刚架结构的后屈曲分析。 展开更多

关键词 空间梁单元 切线刚度矩阵 空间刚架 非线性屈曲 弹塑性屈曲

在线阅读 下载PDF 职称材料

空间折索单元的切线刚度矩阵 被引量：1

5

作者 李明 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期520-524,共5页

预应力空间网格结构是一种新型的结构形式 ,对该结构进行非线性分析计算时 ,需要采用空间索单元的切线刚度矩阵 .通过对于预应力索单元的分析研究 ,推导了具有初始应力的空间折索单元的单元切线刚度矩阵的计算公式 ,并且建立了可用于预... 预应力空间网格结构是一种新型的结构形式 ,对该结构进行非线性分析计算时 ,需要采用空间索单元的切线刚度矩阵 .通过对于预应力索单元的分析研究 ,推导了具有初始应力的空间折索单元的单元切线刚度矩阵的计算公式 ,并且建立了可用于预应力空间网格结构非线性有限元分析的非线性方程组 .所推导的公式均具有良好的规律性 。 展开更多

关键词 空间折索单元 切线刚度矩阵 非线性分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于超对偶数微分的无约束应力更新算法

6

作者 路德春 石安毓 +1 位作者 周鑫 杜修力 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第6期1113-1122,共10页

加卸载判断和繁琐的解析求导运算一直是制约先进弹塑性模型数值应用的瓶颈问题。研究提出一种基于超对偶数微分方法的无约束应力隐式更新算法,有效解决了上述计算难点。针对加卸载判断问题,新算法利用光滑函数代替弹塑性本构方程组中的K... 加卸载判断和繁琐的解析求导运算一直是制约先进弹塑性模型数值应用的瓶颈问题。研究提出一种基于超对偶数微分方法的无约束应力隐式更新算法,有效解决了上述计算难点。针对加卸载判断问题,新算法利用光滑函数代替弹塑性本构方程组中的Karush-Kuhn-Tucker条件,将受不等式约束的非线性应力积分方程组问题,转化为无约束的最小化问题,计算时无需加卸载判断。针对导数计算问题,新算法利用超对偶数微分方法代替解析求导,获得光滑函数的1阶导数以及塑性势函数的1阶和2阶导数,用于构造非线性计算的迭代公式,以保证局部应力更新迭代和全局平衡迭代的二次收敛速度。数值算例表明,相较于其它数值微分方法,超对偶数微分方法不受截断误差和减法消去误差影响,计算结果等同于解析求导。最后,基于所提算法编写了光滑莫尔库仑塑性模型的UMAT子程序,并通过3个典型边值问题的数值分析,验证了算法的有效性和收敛性速度。 展开更多

关键词 应力更新算法 塑性模型 超对偶数数值微分 一致性切线刚度矩阵 有限元法

在线阅读 下载PDF 职称材料

张拉整体结构的稳定性判定及刚度分析 被引量：16

7

作者 张沛 冯健 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期48-57,共10页

张拉整体结构是一种由连续拉索和断续压杆构成的新型空间结构体系,结构刚度及稳定性主要靠预应力提供。以切线刚度矩阵的正定性为稳定判据,通过分析体系切线刚度矩阵解析表达式的构成,系统研究张拉整体结构的稳定条件。按稳定性由强到弱... 张拉整体结构是一种由连续拉索和断续压杆构成的新型空间结构体系,结构刚度及稳定性主要靠预应力提供。以切线刚度矩阵的正定性为稳定判据,通过分析体系切线刚度矩阵解析表达式的构成,系统研究张拉整体结构的稳定条件。按稳定性由强到弱,给出张拉整体结构的实用分类法则。对于确定形态的张拉整体结构,只需验证几何刚度矩阵及其关于内部机构位移模态缩减形式的正定性即可判断其属于何种稳定等级,且预应力水平较低时,后者的最小特征根与切线刚度矩阵的最小特征根一样可用来度量张拉整体结构的刚度。通过考察系统总势能二阶增量(亦即切线刚度矩阵的二次型)随预应力水平的变化规律,详细阐述各稳定等级对应的刚度特性,为寻找真正适用于功能性建筑的张拉整体结构形式提供理论依据。最后通过对一系列张拉整体单元及一个由多单元组合而成的张拉整体结构进行算例分析验证文中理论的有效性。 展开更多

关键词 张拉整体结构 稳定条件 切线刚度矩阵 正定性 预应力水平 特征值分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种新的动态回弹模量有限元实现方法 被引量：7

8

作者 宁夏元 董城 +3 位作者 李志勇 罗卫华 梅作舟 冷伍明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1182-1188,共7页

美国在2004年通过NCHRP 1-37A项目提出了用于路基土评估的新的动态回弹模量模型。该模型由于考虑了体应力和偏应力的影响,已得到广泛应用。然而,目前对于该模型的有限元实现均采用基于等效动三轴试验的等效切线模量进行材料点的局部迭... 美国在2004年通过NCHRP 1-37A项目提出了用于路基土评估的新的动态回弹模量模型。该模型由于考虑了体应力和偏应力的影响,已得到广泛应用。然而,目前对于该模型的有限元实现均采用基于等效动三轴试验的等效切线模量进行材料点的局部迭代。为克服该实现方法在复杂应力状态下因模型简化带来的偏差,基于广义虎克定律推导了该回弹模量模型的精确一致切线刚度矩阵。通过编写的ABAQUS用户自定义材料子程序(UMAT)对轴压和围压加载情形进行有限元模拟,发现新推导的有限元实现方法较现有基于等效三轴试验的简化方法具有更高的计算效率和精度。最后对典型沥青路面结构的分析表明,为提高复杂应力状态下路基响应计算精度,在路面结构分析中采用基于当前应力状态的一致切线刚度矩阵代替等效切线刚度矩阵是十分必要的。 展开更多

关键词 回弹模量 有限元实现 等效切线刚度矩阵 一致切线刚度矩阵

在线阅读 下载PDF 职称材料

用于悬索桥非线性分析的鞍座-索单元 被引量：11

9

作者 罗喜恒 肖汝诚 项海帆 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期47-53,共7页

悬索桥是跨越能力最大的一种桥型,鞍座是使主缆转向的一个重要构件,直接约束着主缆的变形。然而,鞍座及其顶推的模拟一直是悬索桥非线性分析时的一个难点,现有方法存在一定的不足之处。为此,本文提出了一种基于弹性悬索精确解的二节点... 悬索桥是跨越能力最大的一种桥型,鞍座是使主缆转向的一个重要构件,直接约束着主缆的变形。然而,鞍座及其顶推的模拟一直是悬索桥非线性分析时的一个难点,现有方法存在一定的不足之处。为此,本文提出了一种基于弹性悬索精确解的二节点新单元———鞍座-索单元,这种单元隐含了主缆与鞍座相切及主缆无应力长度保持不变这两个重要条件,同时将鞍座及其顶推的模拟融为一体,提出了基于NewtonRaphson法的状态求解方法,并推导了其切线刚度矩阵和等效节点力。计算表明,状态求解方法精确而有效,切线刚度矩阵推导正确。采用这种单元,既可使悬索桥非线性分析的计算模型更接近实际结构,也能显著提高计算精度和计算速度,并且具有很好的通用性。 展开更多

关键词 悬索桥 非线性分析 鞍座 主缆 单元 切线刚度矩阵

在线阅读 下载PDF 职称材料

悬索桥有限元计算的三节点空间鞍座单元 被引量：6

10

作者 齐东春 沈锐利 +1 位作者 刘章军 谈云志 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期942-947,共6页

为了进行空间缆索悬索桥主缆与塔顶鞍座间接触非线性的计算,开发了包括塔顶鞍座及两侧主缆在内的三节点空间鞍座单元.基于空间悬链线理论及主缆与鞍座的几何关系,对单元进行状态求解,得到主缆与鞍座的切点位置及切点索力,根据静力平衡... 为了进行空间缆索悬索桥主缆与塔顶鞍座间接触非线性的计算,开发了包括塔顶鞍座及两侧主缆在内的三节点空间鞍座单元.基于空间悬链线理论及主缆与鞍座的几何关系,对单元进行状态求解,得到主缆与鞍座的切点位置及切点索力,根据静力平衡条件计算单元精确的节点力;由增量代替微分,根据切线刚度矩阵的定义计算单元刚度矩阵的元素.空间鞍座单元自动满足主缆与鞍座相切,通过修改一个参数可实现鞍座顶推的计算.计算表明:计算结果与数值解析解结果完全相同,收敛速度较快,在每次状态求解时,迭代次数在12次以内. 展开更多

关键词 悬索桥 空间鞍座单元 有限元法 接触非线性 切线刚度矩阵

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑索端刚臂的斜拉桥空间拉索非线性分析 被引量：4

11

作者 邓继华 邵旭东 +1 位作者 张阳 彭建新 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期21-26,共6页

为解决斜拉桥空间拉索在塔和梁上锚固点的刚性连接计算问题,在基于微分法导出考虑垂度效应的非线性空间杆元切线刚度矩阵的基础上,根据索端刚臂在受力后只有刚体运动而本身不变形的特点,将刚臂视为空间矢量,利用空间矢量有限转动公式及... 为解决斜拉桥空间拉索在塔和梁上锚固点的刚性连接计算问题,在基于微分法导出考虑垂度效应的非线性空间杆元切线刚度矩阵的基础上,根据索端刚臂在受力后只有刚体运动而本身不变形的特点,将刚臂视为空间矢量,利用空间矢量有限转动公式及微分方法,导出了结构坐标系下刚臂两端的位移之间和杆端力之间的总量及增量关系.最终获得两端带任意刚臂的斜拉索空间杆元切线刚度矩阵表达式,编制了相应的斜拉桥几何非线性有限元计算程序,对经典桁架算例、带刚臂的三杆空间桁架和施工阶段的斜拉桥进行了空间几何非线性分析.计算结果表明:本文方法能解决斜拉桥空间拉索在塔和梁上锚固点的刚性连接计算问题,为斜拉桥进行几何非线性精细分析提供有力工具. 展开更多

关键词 空间斜拉索 刚臂 几何非线性 切线刚度矩阵 空间矢量有限转动

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于变换应力方法的各向异性模型三维化 被引量：14

12

作者 王乃东 姚仰平 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期50-56,共7页

各向异性模型的三维化较各向同性模型更加复杂,如果采用g(θ)方法进行各向异性模型的三维化,会出现诸如屈服面不连续、内凹的现象。但如果采用变换应力方法,既能保证各向异性屈服面的连续光滑,又能使各向异性模型的临界状态面与强度准... 各向异性模型的三维化较各向同性模型更加复杂,如果采用g(θ)方法进行各向异性模型的三维化,会出现诸如屈服面不连续、内凹的现象。但如果采用变换应力方法,既能保证各向异性屈服面的连续光滑,又能使各向异性模型的临界状态面与强度准则相一致。采用基于SMP准则的变换应力方法,实现了初始应力各向异性化的修正剑桥模型的三维化,确定了三维化模型的塑性因子和塑性流动方向,并给出了应用于有限元计算的切线刚度矩阵。通过试验数据和预测结果的对比,表明变换应力方法三维化的各向异性模型能够较合理地反映K0固结土的强度和变形特性。 展开更多

关键词 变换应力 各向异性 三维化 本构模型 K0固结 切线刚度矩阵

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于U.L列式的带刚臂平面梁元非线性分析 被引量：5

13

作者 邓继华 邵旭东 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期8-12,共5页

为解决平面梁元在相交处可能存在的刚性连接问题,根据带刚臂平面梁元在受力后的运动和变形特点,基于U.L法推导出两端带任意刚臂的平面梁元的切线刚度矩阵表达式,指出已有文献在推导过程中省略了单元已有内力对切线刚度矩阵附加项的影响... 为解决平面梁元在相交处可能存在的刚性连接问题,根据带刚臂平面梁元在受力后的运动和变形特点,基于U.L法推导出两端带任意刚臂的平面梁元的切线刚度矩阵表达式,指出已有文献在推导过程中省略了单元已有内力对切线刚度矩阵附加项的影响,有可能出现在非线性程度较高的时候计算不收敛的问题,给出了不平衡力的精确全量算法,并提供了详细的计算步骤;利用本文的研究成果编制了程序,对无刚臂和有刚臂的平面梁结构进行了几何非线性分析.计算结果表明这种非线性单元列式的正确性和非线性求解过程的收敛性,实用价值较强. 展开更多

关键词 刚臂 平面梁元 几何非线性 U.L列式 切线刚度矩阵

在线阅读 下载PDF 职称材料

钢管混凝土拱极限承载力分析的共旋坐标法 被引量：2

14

作者 邓继华 邵旭东 谭平 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期86-89,共4页

为提高钢管混凝土拱极限承载力分析的精度和效率,基于共旋坐标法建立了考虑材料和几何非线性的钢管混凝土拱数值分析模型.首先基于共旋坐标系下应变和消除刚体位移后的变形为线性关系,利用虚功原理无须迭代就可直接计算出该坐标系下完... 为提高钢管混凝土拱极限承载力分析的精度和效率,基于共旋坐标法建立了考虑材料和几何非线性的钢管混凝土拱数值分析模型.首先基于共旋坐标系下应变和消除刚体位移后的变形为线性关系,利用虚功原理无须迭代就可直接计算出该坐标系下完全粘结钢管混凝土梁单元考虑材料非线性的切线刚度矩阵,再通过结构坐标系与共旋坐标系下节点力之间及节点位移之间的总量关系及微分导出的增量关系,最终获得其在结构坐标系中考虑几何与材料双非线性的切线刚度矩阵,不平衡力完全是基于全量来计算.算例结果表明,该算法具有减少计算量、不累积误差和精度高等优点. 展开更多

关键词 钢管混凝土 极限承载力 共旋坐标法 双非线性 切线刚度矩阵

在线阅读 下载PDF 职称材料

钢筋混凝土梁单元双非线性分析的共旋坐标法 被引量：2

15

作者 邓继华 邵旭东 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期11-15,共5页

针对已有的钢筋混凝土梁单元非线性分析模型采用较多的假定和近似从而导致计算量增大及计算精度下降的问题,基于共旋坐标法建立了考虑材料和几何非线性的任意截面钢筋混凝土梁的数值分析模型.首先利用虚功原理计算共旋坐标系下完全粘结... 针对已有的钢筋混凝土梁单元非线性分析模型采用较多的假定和近似从而导致计算量增大及计算精度下降的问题,基于共旋坐标法建立了考虑材料和几何非线性的任意截面钢筋混凝土梁的数值分析模型.首先利用虚功原理计算共旋坐标系下完全粘结钢筋混凝土梁考虑材料非线性的切线刚度矩阵,再通过结构坐标系与共旋坐标系下节点力之间及节点位移之间的总量关系及微分导出的增量关系,最终获得钢筋混凝土梁在结构坐标系中考虑几何与材料双重非线性的切线刚度矩阵.算例结果表明,本文算法可减少计算量、不累积误差、精度高. 展开更多

关键词 钢筋混凝土 梁单元 共旋坐标法 双非线性 微分法 切线刚度矩阵

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种用于索结构分析的悬链线单元 被引量：1

16

作者 彭卫 孙炳楠 唐锦春 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1999年第5期504-506,共3页

根据弹性悬链线的理论解析解推导出适于索结构有限元分析的悬链线单元·与常用的三节点、五节点曲线单元相比，采用该单元编制的软件具有输入数据少、计算机时省。

关键词 索结构 悬链线单元 切线刚度矩阵 有限元

在线阅读 下载PDF 职称材料

可带铰空间梁单元几何非线性分析的随转坐标法 被引量：1

17

作者 邓继华 邵旭东 彭建新 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期630-634,653-654,共5页

为了降低可带铰空间梁单元切线刚度矩阵的运算量、提高非线性计算精度,本文首先通过建立单元随转坐标系得到扣除刚体位移后结构变形与总位移之间的关系,进而基于场一致性原则导出空间梁单元的几何非线性单元切线刚度矩阵,并在此基础上... 为了降低可带铰空间梁单元切线刚度矩阵的运算量、提高非线性计算精度,本文首先通过建立单元随转坐标系得到扣除刚体位移后结构变形与总位移之间的关系,进而基于场一致性原则导出空间梁单元的几何非线性单元切线刚度矩阵,并在此基础上根据带铰梁端弯矩为零的受力特征得到考虑梁端带铰的单元切线刚度矩阵表达式。该方法利用随转坐标系下除单元轴向相对位移外的其余五个线位移均为零的特点,降低了计算单元切线刚度矩阵所需的相关矩阵阶次,因此减少了运算量。对对角点受拉铰接的方棱形框架进行计算,得出本文结果与解析解的最大误差为0.226%;对45°弯梁和带铰平面结构的空间受力进行计算,得出前者与已有文献提供的解非常接近,误差为0.027%～2.394%,后者与ANSYS计算结果的最大误差为1.082%,表明本文算法具有良好的精度。 展开更多

关键词 空间梁元 铰 几何非线性 切线刚度矩阵 随转坐标法

在线阅读 下载PDF 职称材料

带刚臂平面悬链线索单元的非线性分析 被引量：1

18

作者 邓继华 谭平 彭建新 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期348-352,487,共5页

针对索梁混合结构中存在的索单元锚固点刚性连接问题，将锚固点的刚性连接视为刚臂，进行了带刚臂的平面悬链线索单元研究。一方面在已有文献的基础上，根据平面刚臂的受力和变形特点，基于微分方法导出了两端带任意刚臂的平面悬链线索... 针对索梁混合结构中存在的索单元锚固点刚性连接问题，将锚固点的刚性连接视为刚臂，进行了带刚臂的平面悬链线索单元研究。一方面在已有文献的基础上，根据平面刚臂的受力和变形特点，基于微分方法导出了两端带任意刚臂的平面悬链线索单元切线刚度矩阵显式表达式；另一方面，为考虑温度变化对索单元计算的影响，基于索单元变形的几何与物理意义进行了考虑温度变化的索单元节点力计算方法的研究。通过与已有文献的对比，表明了本文研制的程序及导出的考虑温度变化的索单元计算方法的正确性；考虑温度变化下由本文方法得到的索水平张力与已有文献解析解最大仅相差0.862%。同时本文考虑的刚臂非线性因素更加全面，具体体现在：在非线性计算能力上，已有文献方法在荷载大于2.52kN 时计算无法收敛，远小于本文方法能达到的35kN；在计算效率方面，在7个荷载增量步内已有文献方法所需的迭代步数为4-33，而本文方法的迭代步数保持在4不变。 展开更多

关键词 索梁混合结构 悬链线索单元 刚臂 温度变化 切线刚度矩阵

在线阅读 下载PDF 职称材料

有黏结预应力梁中预应力筋的几何非线性分析 被引量：1

19

作者 邓继华 邵旭东 刘海波 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第4期739-742,784,共5页

以常规的非线性平面梁元平衡方程为基础,将预应力束视为两端通过刚臂与混凝土梁元节点连接的平面杆元,在局部坐标系(随转坐标系)中计入预应力,根据刚臂在受力后只有刚体运动而本身不变形的特点,采用微分方法导出其在结构坐标系中的切线... 以常规的非线性平面梁元平衡方程为基础,将预应力束视为两端通过刚臂与混凝土梁元节点连接的平面杆元,在局部坐标系(随转坐标系)中计入预应力,根据刚臂在受力后只有刚体运动而本身不变形的特点,采用微分方法导出其在结构坐标系中的切线刚度矩阵,从而获得混凝土梁元与预应力束杆元在结构坐标系中的组合单元切线刚度矩阵;编制了程序,对预应力钢筋混凝土悬臂梁进行几何非线性分析;与ANSYS计算结果比较表明,提出的方法在非线性程度很高时仍能获得高精度数值解,具有对单元数量不敏感,预应力作为非保守荷载的特点容易被计入的优点。 展开更多

关键词 预应力 带刚臂的杆元 几何非线性 非保守系统 切线刚度矩阵

在线阅读 下载PDF 职称材料

轴力二次效应对梁单元的耦合影响

20

作者 赵红华 钱若军 《北京交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期35-38,共4页

在6个自由度有限梁元基础上,采用单一系数将轴力二次效应对梁单元的影响引入到梁的分析刚度矩阵中,并考虑到梁单元约束扭转时不可避免发生翘曲作用,增加了翘曲角自由度,建立了即能用于通常梁,更能适用于薄壁梁单元的7个自由度的单元分... 在6个自由度有限梁元基础上,采用单一系数将轴力二次效应对梁单元的影响引入到梁的分析刚度矩阵中,并考虑到梁单元约束扭转时不可避免发生翘曲作用,增加了翘曲角自由度,建立了即能用于通常梁,更能适用于薄壁梁单元的7个自由度的单元分析统一模型,同时将轴向力、弯矩和双力矩的贡献引入到几何刚度矩阵中,得出了综合考虑轴向拉压、弯曲、扭转以及轴力二次效应和翘曲及其耦合影响的变形状态刚度矩阵.线性和非线性算例均表明轴力二次效应对细长构件结构内力和位移的影响不能忽视. 展开更多

关键词 梁单元结构 轴力二次效应 翘曲角 应变矩阵 切线刚度矩阵

在线阅读 下载PDF 职称材料