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解析型Timoshenko梁有限单元
被引量：
9
1
作者
许晶
李世尧
+2 位作者
王斌泰
李静
蒋秀根
《西南交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第3期492-498,共7页
为提高深梁结构内力及变形的计算精度和效率,以 Timoshenko 梁理论为基础,建立了深梁位移控制方程,进而构造了深梁挠度、截面弯曲转角和剪切角的解析位移形函数.采用势能原理建立了深梁的势能泛函,利用势能变分原理得到了解析型单元列式...
为提高深梁结构内力及变形的计算精度和效率,以 Timoshenko 梁理论为基础,建立了深梁位移控制方程,进而构造了深梁挠度、截面弯曲转角和剪切角的解析位移形函数.采用势能原理建立了深梁的势能泛函,利用势能变分原理得到了解析型单元列式,进而给出了解析型单元总刚度矩阵,将其与理论解、插值多项式深梁单元进行对比分析.结果表明:构造的解析型单元只需划分为一个单元即可保证计算的深梁挠度和转角与理论解一致,采用插值多项式单元确定的挠度和转角与理论解的相对误差最大可达到 19.785%.同时,为验证剪切变形对深梁位移影响,将构造的单元与 Euler 梁单元的计算结果进行对比.对比表明:对于承受均布荷载作用的悬臂梁,基于 Euler 梁计算的位移与基于 Timoshenko 梁理论构造的解析型单元计算的位移偏差可达到 50%;对于承受端部集中弯矩作用的简支梁,基于 Euler 梁计算的位移与基于 Timoshenko 梁理论构造的解析型单元计算的位移偏差可达到 10.769%.本文构造的单元满足了高精度、高效率的要求;该解析型梁单元可适用于浅梁分析,且不存在剪切闭锁的问题.
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关键词
TIMOSHENKO梁
解析形函数
势能原理
刚度矩阵
有限元法
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职称材料
考虑弯曲位移影响的解析型压杆单元构造
被引量：
2
2
作者
许晶
汤丽锋
+2 位作者
王宏志
曹琼琼
蒋秀根
《江苏大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
北大核心
2019年第2期167-171,共5页
利用解析形函数构造了压杆单元,可用于求解压杆稳定问题.基于考虑二阶效应影响的压杆微分平衡方程,得到以节点位移表示的压杆位移形函数,利用能量法和解析形函数得到压杆单元势能泛函表达式.对压杆单元势能泛函变分,确定了考虑弯曲位移...
利用解析形函数构造了压杆单元,可用于求解压杆稳定问题.基于考虑二阶效应影响的压杆微分平衡方程,得到以节点位移表示的压杆位移形函数,利用能量法和解析形函数得到压杆单元势能泛函表达式.对压杆单元势能泛函变分,确定了考虑弯曲位移影响的压杆单元弹性刚度矩阵和几何刚度矩阵.为检验解析型压杆单元的精度,将提出的方法与插值形函数法和直接刚度法进行对比,结果表明:提出的解析型压杆单元具有较高的计算精度和效率.
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关键词
压杆
最小势能原理
解析形函数
有限元
位移
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职称材料
题名
解析型Timoshenko梁有限单元
被引量：
9
1
作者
许晶
李世尧
王斌泰
李静
蒋秀根
机构
中国农业大学水利与土木工程学院
杭州电子科技大学通信工程学院
河南职业技术学院环境艺术工程系
出处
《西南交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第3期492-498,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(21026034)
农业部农业设施结构工程重点实验室开放课题(201502)
文摘
为提高深梁结构内力及变形的计算精度和效率,以 Timoshenko 梁理论为基础,建立了深梁位移控制方程,进而构造了深梁挠度、截面弯曲转角和剪切角的解析位移形函数.采用势能原理建立了深梁的势能泛函,利用势能变分原理得到了解析型单元列式,进而给出了解析型单元总刚度矩阵,将其与理论解、插值多项式深梁单元进行对比分析.结果表明:构造的解析型单元只需划分为一个单元即可保证计算的深梁挠度和转角与理论解一致,采用插值多项式单元确定的挠度和转角与理论解的相对误差最大可达到 19.785%.同时,为验证剪切变形对深梁位移影响,将构造的单元与 Euler 梁单元的计算结果进行对比.对比表明:对于承受均布荷载作用的悬臂梁,基于 Euler 梁计算的位移与基于 Timoshenko 梁理论构造的解析型单元计算的位移偏差可达到 50%;对于承受端部集中弯矩作用的简支梁,基于 Euler 梁计算的位移与基于 Timoshenko 梁理论构造的解析型单元计算的位移偏差可达到 10.769%.本文构造的单元满足了高精度、高效率的要求;该解析型梁单元可适用于浅梁分析,且不存在剪切闭锁的问题.
关键词
TIMOSHENKO梁
解析形函数
势能原理
刚度矩阵
有限元法
Keywords
Timoshenko beam
analytical shape function
potential energy principle
stiffness matrix
finite element method
分类号
TU348 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
考虑弯曲位移影响的解析型压杆单元构造
被引量：
2
2
作者
许晶
汤丽锋
王宏志
曹琼琼
蒋秀根
机构
中国农业大学水利与土木工程学院
上海市建工设计研究总院有限公司
出处
《江苏大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
北大核心
2019年第2期167-171,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(11272340)
中央高校基本科研业务费专项(2014XJ037)
文摘
利用解析形函数构造了压杆单元,可用于求解压杆稳定问题.基于考虑二阶效应影响的压杆微分平衡方程,得到以节点位移表示的压杆位移形函数,利用能量法和解析形函数得到压杆单元势能泛函表达式.对压杆单元势能泛函变分,确定了考虑弯曲位移影响的压杆单元弹性刚度矩阵和几何刚度矩阵.为检验解析型压杆单元的精度,将提出的方法与插值形函数法和直接刚度法进行对比,结果表明:提出的解析型压杆单元具有较高的计算精度和效率.
关键词
压杆
最小势能原理
解析形函数
有限元
位移
Keywords
compressive bar
principle of minimum potential energy
analytical shape function
finite element
displacement
分类号
TU311 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
解析型Timoshenko梁有限单元
许晶
李世尧
王斌泰
李静
蒋秀根
《西南交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2019
9
在线阅读
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职称材料
2
考虑弯曲位移影响的解析型压杆单元构造
许晶
汤丽锋
王宏志
曹琼琼
蒋秀根
《江苏大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
北大核心
2019
2
在线阅读
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职称材料
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
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