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基于混合近似法的纤维梁单元非线性求解方法
被引量：
8
1
作者
李钢
靳永强
+1 位作者
董志骞
李宏男
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第6期81-91,共11页
环境荷载作用下土木工程结构往往产生较大的非线性变形,包括材料非线性和几何大变形两部分,而两者非线性问题的数值求解往往需要花费高昂的计算代价。隔离非线性有限元法是将材料应变分解为弹性与塑性两部分,在控制方程中实现刚度矩阵...
环境荷载作用下土木工程结构往往产生较大的非线性变形,包括材料非线性和几何大变形两部分,而两者非线性问题的数值求解往往需要花费高昂的计算代价。隔离非线性有限元法是将材料应变分解为弹性与塑性两部分,在控制方程中实现刚度矩阵的弹塑性分离,使用Woodbury公式进行非线性求解。目前,该方法仅用于求解局部材料非线性问题。文章基于隔离非线性有限元法,推导同时考虑材料和几何非线性(简称混合非线性)的纤维梁单元控制方程;依据Woodbury公式和组合近似法的基本理论,提出混合近似法的高效非线性求解方法,并利用时间复杂度理论,对该方法与传统有限元法进行计算效率对比分析;将提出的方法应用于某钢框架结构的地震非线性反应分析,计算结果表明:文中方法可以在求解材料非线性时考虑几何大变形问题,在保证计算精度的同时使计算效率得到明显提升。
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关键词
几何
非线性
隔离非线性有限元法
Woodbury公式
组合近似法
混合近似法
时间复杂度
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职称材料
采用自适应Woodbury公式的框架结构高效动力分析与易损性计算方法
被引量：
3
2
作者
余丁浩
李钢
李宏男
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第1期32-43,共12页
地震易损性分析是评价工程结构抗震安全性的重要手段,但在计算过程中通常需进行大量的动力时程分析,这导致其计算效率通常较低。该文旨在建立框架结构强震下的高效动力分析与倒塌易损性计算方法。使用纤维梁单元建立框架结构数值分析模...
地震易损性分析是评价工程结构抗震安全性的重要手段,但在计算过程中通常需进行大量的动力时程分析,这导致其计算效率通常较低。该文旨在建立框架结构强震下的高效动力分析与倒塌易损性计算方法。使用纤维梁单元建立框架结构数值分析模型,引入隔离非线性理论进行局部材料弹塑性行为模拟,并通过对考虑P⁃Δ效应的几何刚度进行矩阵分解和摄动变换,提出了能够同时对局部材料弹塑性行为和几何非线性行为进行隔离表达的纤维梁模型控制方程,结合Woodbury公式进行控制方程求解,所提方法在结构动力非线性分析时能够避免整体刚度矩阵的反复更新,显著提升了求解效率;为克服动力Woodbury公式对时间步长选取的限制,进一步建立不同时间步长下该公式中相关系数矩阵的预处理机制和自适应调度机制,提出了基于自适应Woodbury公式的框架结构高效动力分析方法,在此基础上结合多条带法,建立了结构倒塌易损性曲线的快速计算方法。使用一个9层框架结构验证了所提方法的高效性和准确性。
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关键词
易损性分析
框架结构
高效动力分析方法
Woodbury公式
隔离非线性有限元法
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职称材料
题名
基于混合近似法的纤维梁单元非线性求解方法
被引量：
8
1
作者
李钢
靳永强
董志骞
李宏男
机构
大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室
沈阳建筑大学
出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第6期81-91,共11页
基金
国家重点研发计划(2018YFD1100404)
大连市高层次人才创新支持计划(2017RD04)
中央高校基本科研业务费(DUT17ZD220)
文摘
环境荷载作用下土木工程结构往往产生较大的非线性变形,包括材料非线性和几何大变形两部分,而两者非线性问题的数值求解往往需要花费高昂的计算代价。隔离非线性有限元法是将材料应变分解为弹性与塑性两部分,在控制方程中实现刚度矩阵的弹塑性分离,使用Woodbury公式进行非线性求解。目前,该方法仅用于求解局部材料非线性问题。文章基于隔离非线性有限元法,推导同时考虑材料和几何非线性(简称混合非线性)的纤维梁单元控制方程;依据Woodbury公式和组合近似法的基本理论,提出混合近似法的高效非线性求解方法,并利用时间复杂度理论,对该方法与传统有限元法进行计算效率对比分析;将提出的方法应用于某钢框架结构的地震非线性反应分析,计算结果表明:文中方法可以在求解材料非线性时考虑几何大变形问题,在保证计算精度的同时使计算效率得到明显提升。
关键词
几何
非线性
隔离非线性有限元法
Woodbury公式
组合近似法
混合近似法
时间复杂度
Keywords
geometric nonlinearity
inelasticity-separated finite element method
Woodbury formula
combined approximations method
hybrid approximations method
time complexity
分类号
TU375.1 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
采用自适应Woodbury公式的框架结构高效动力分析与易损性计算方法
被引量：
3
2
作者
余丁浩
李钢
李宏男
机构
大连理工大学建设工程学部海岸和近海工程国家重点实验室
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第1期32-43,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(52038002,52008075)
中国博士后科学基金面上项目(2020M670751)
辽宁省“兴辽英才计划”资助项目(XLYC1902043)。
文摘
地震易损性分析是评价工程结构抗震安全性的重要手段,但在计算过程中通常需进行大量的动力时程分析,这导致其计算效率通常较低。该文旨在建立框架结构强震下的高效动力分析与倒塌易损性计算方法。使用纤维梁单元建立框架结构数值分析模型,引入隔离非线性理论进行局部材料弹塑性行为模拟,并通过对考虑P⁃Δ效应的几何刚度进行矩阵分解和摄动变换,提出了能够同时对局部材料弹塑性行为和几何非线性行为进行隔离表达的纤维梁模型控制方程,结合Woodbury公式进行控制方程求解,所提方法在结构动力非线性分析时能够避免整体刚度矩阵的反复更新,显著提升了求解效率;为克服动力Woodbury公式对时间步长选取的限制,进一步建立不同时间步长下该公式中相关系数矩阵的预处理机制和自适应调度机制,提出了基于自适应Woodbury公式的框架结构高效动力分析方法,在此基础上结合多条带法,建立了结构倒塌易损性曲线的快速计算方法。使用一个9层框架结构验证了所提方法的高效性和准确性。
关键词
易损性分析
框架结构
高效动力分析方法
Woodbury公式
隔离非线性有限元法
Keywords
fragility analysis
frame structures
highly efficient dynamic analysis method
Woodbury formula
inelasticity-separated finite element method
分类号
TU311.4 [建筑科学—结构工程]
TU313.3 [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
基于混合近似法的纤维梁单元非线性求解方法
李钢
靳永强
董志骞
李宏男
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
采用自适应Woodbury公式的框架结构高效动力分析与易损性计算方法
余丁浩
李钢
李宏男
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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