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一种兼顾仿真效率和精度的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型 被引量:1
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作者 王伟 雷晓燕 +1 位作者 罗锟 陈鹏 《振动与冲击》 北大核心 2025年第4期10-20,共11页
车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜... 车辆-轨道非线性空间耦合动力学精细化模型常常需要耗费更多的机时,如何解决分析精度与计算效率的矛盾,是车辆-轨道非线性空间耦合动力学数值分析中的难点。首先,建立了精细化的车辆-轨道非线性空间耦合动力学模型,构建了在用迹线法搜索轮轨空间接触点中引入轮轨准弹性修正的、更为精细的轮轨接触几何关系,并将迹线法融入到交叉迭代中求解车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程,实现了同步进行轮轨接触点搜索与车辆-轨道非线性空间耦合动力学方程求解,提高了模型分析精度和数值计算效率;然后,为验证理论模型的正确性,与相关文献结果进行了对比计算,验证了模型和算法的有效性;最后,分析了模型的四类简化形式对系统响应的影响。研究表明:采用集中支撑的弹性元件模拟钢轨扣件,无法真实反映两侧扣件对钢轨侧滚振动的协同约束作用,将导致计算结果失真,采用分离支撑的弹性元件模拟钢轨扣件更为合理;轨道结构底座板参振对系统响应的影响显著,在模型中应给予考虑;底座板超出轨道板的部分对系统响应的影响较小,所产生的误差在可接受范围内;轨道子系统模型A能兼顾仿真效率和计算精度,适合用作车辆-三层轨道非线性空间耦合系统振动精细化分析模型。 展开更多
关键词 车辆-轨道非线性空间耦合动力 高速铁路 交叉迭代 准弹性修正 有限元模型
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砼小型空心砌块砌体的非线性动力分析有限元模型 被引量:8
2
作者 祝英杰 刘之洋 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期30-33,共4页
提出了一个研究平面动荷下 (地震荷载 )砼小型空心砌块砌体动力反应的非线性分析模型·并将其导入非线性动力分析有限元程序·将砌块砌体看作为一种非线性均质正交异性材料 ,提出了破坏包络线 ,可用于预测灰缝的滑移和开裂 ,及... 提出了一个研究平面动荷下 (地震荷载 )砼小型空心砌块砌体动力反应的非线性分析模型·并将其导入非线性动力分析有限元程序·将砌块砌体看作为一种非线性均质正交异性材料 ,提出了破坏包络线 ,可用于预测灰缝的滑移和开裂 ,及压碎类型破坏·并通过一个统一灰缝模型来考虑了水平灰缝的方向性效应·非线性动力分析利用修正Newton Raphson迭代和Newmark时间积分来完成·通过非线性动力分析和试验验证 ,证明了该模型的有效性·该模型可以用于动力时程分析· 展开更多
关键词 砼小型空心砌块砌体 非线性动力分析 有限元模型 统一灰缝模型 正交异性材料
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地下厂房岩锚梁接触面非线性有限元模拟方法 被引量:4
3
作者 王小威 陈俊涛 +2 位作者 谢金元 肖明 邓建 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期70-77,共8页
地下厂房岩锚梁接触面是岩锚梁整体结构薄弱环节,建立合理的接触面模拟方法是岩锚梁有限元数值分析的重要内容。针对地下厂房岩锚梁与围岩接触问题,分别构建模拟岩锚梁与围岩接触面非线性特征的有限元数学模型和力学模型。在Desai薄层... 地下厂房岩锚梁接触面是岩锚梁整体结构薄弱环节,建立合理的接触面模拟方法是岩锚梁有限元数值分析的重要内容。针对地下厂房岩锚梁与围岩接触问题,分别构建模拟岩锚梁与围岩接触面非线性特征的有限元数学模型和力学模型。在Desai薄层单元基础上,推导岩锚梁接触面单元有限元数学模型,该数学模型形式简单,便于有限元计算;结合非线性弹性理论和弹塑性理论,提出岩锚梁接触面3维非线性力学模型,该力学模型能够模拟岩锚梁接触面弹性阶段的非线性现象和塑性阶段的损伤软化现象。针对岩锚梁接触面闭合、张开、剪切滑动等变形特征,提出考虑接触面黏结、开裂、滑移现象的分段式抗滑安全系数。详细论述了所提模型的有限元实现方法,并据此编写了有限元程序。将本文模型应用于某地下厂房岩锚梁有限元分析计算中,与接触面等效连续模型相比,所提模型计算得到的岩锚梁梁体应力稍小,荷载更多的是由长锚杆承担,梁体的整体变形量增加了2~3 mm,说明接触面的存在使得岩锚梁整体稳定性降低,岩锚梁接触面处的安全系数也稍小,局部出现拉裂损伤,与实际工程岩锚梁接触面开裂现象相吻合,说明所提模型能够合理反映岩锚梁接触面非线性接触特征。为地下厂房岩锚梁稳定分析提供了一种有效的有限元分析方法。 展开更多
关键词 岩锚梁 接触 非线性力学模型 损伤软化 有限元模拟
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共轭断层系统的非线性有限元模拟与震群模型讨论 被引量:7
4
作者 郭婷婷 徐锡伟 +1 位作者 邢会林 于贵华 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期598-612,共15页
采用断层摩擦接触的非线性有限元模拟方法,对单断层与交叉断层2种断层模型分别进行数值模拟计算对比,结合中国大陆双震或震群型地震孕育发生的构造条件对共轭断层系统的孕震与发震机理进行了讨论与分析。断面滑动摩擦机制较好地解释了... 采用断层摩擦接触的非线性有限元模拟方法,对单断层与交叉断层2种断层模型分别进行数值模拟计算对比,结合中国大陆双震或震群型地震孕育发生的构造条件对共轭断层系统的孕震与发震机理进行了讨论与分析。断面滑动摩擦机制较好地解释了共轭断层由闭锁状态进入发生地震的滑动状态的过程,共轭断层系统会交替地发生失稳事件,验证了2组共轭断层系统构成的地震模型的滑动习性。其数值模拟与讨论分析结果可为共轭断层发育区的地震监测预报提供科学依据。 展开更多
关键词 共轭断层系统 地震构造模型 摩擦接触 非线性有限元模拟
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计及接触非线性的钢丝编织增强软管精细化有限元建模方法 被引量:2
5
作者 李明 吴亚东 +3 位作者 陈勇 田杰 冯凯 史志勇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期206-214,共9页
聚四氟乙烯软管是一种用于航空发动机管路中的钢丝编织复合柔性软管,为了较为准确预测其疲劳寿命,需要建立有效的力学模型。针对以往研究未考虑编织层间接触状态影响软管力学性能等不足,提出根据软管多层结构参数建立钢丝尺度精细化有... 聚四氟乙烯软管是一种用于航空发动机管路中的钢丝编织复合柔性软管,为了较为准确预测其疲劳寿命,需要建立有效的力学模型。针对以往研究未考虑编织层间接触状态影响软管力学性能等不足,提出根据软管多层结构参数建立钢丝尺度精细化有限元模型的方法,该模型可计算编织层间的接触状态、钢丝间的摩擦应力和软管力学性能的非线性变化。通过应变测量实验验证了模型的有效性,在压力载荷下,软管呈径向膨胀轴向缩短变形状态,中间区域应变基本一致,且应变以周向为主,轴向为周向的20%~30%。在0~20MPa工作压力范围内,由于编织层接触状态的改变,软管表现出3种不同的力学性能,压力从3MPa增加到4MPa过程中,编织层逐渐发生接触,编织层应变、应力曲线出现转折点,而内管和橡胶层转折点略迟于编织层。 展开更多
关键词 钢丝编织 有限元建模 压力载荷 接触非线性 力学模型 应变测量
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一个具有非线性接触率和种群动力学的传染病模型 被引量:4
6
作者 胡志兴 王辉 马知恩 《高校应用数学学报(A辑)》 CSCD 北大核心 1997年第4期385-392,共8页
本文研究了具有非线性接触率和易感类中具有Logistic增长的SI传染病模型的正不变集、平衡位置以及平衡位置的稳定性.
关键词 流行病模型 易感类 种群动力 非线性接触
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牵引火炮非线性有限元隐式动力学分析 被引量:6
7
作者 王虎 顾克秋 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期462-466,共5页
研究牵引火炮全发射过程非线性结构动力学有限元建模和分析中的关键问题。建立了某牵引火炮含身管与摇架导轨之间大位移滑动接触的非线性结构动力学有限元模型,运用隐式时间积分动力学方法模拟了该炮发射的后坐一复进过程,获得了炮架关... 研究牵引火炮全发射过程非线性结构动力学有限元建模和分析中的关键问题。建立了某牵引火炮含身管与摇架导轨之间大位移滑动接触的非线性结构动力学有限元模型,运用隐式时间积分动力学方法模拟了该炮发射的后坐一复进过程,获得了炮架关键部位应力、应变和位移的瞬态响应,计算结果与实验测试结果基本一致。研究表明:该文的建模原理和数值模拟策略突破了火炮全发射过程总体结构动态应力分析的瓶颈。利用该文方法可以进一步研究火炮发射时的动态刚强度、冲击振动、结构动态稳定性等问题。 展开更多
关键词 牵引榴弹炮 非线性结构动力 全发射过程 有限元 大位移滑动接触 隐式时间积分 动态应力应变
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具有种群动力学和非线性接触率的SIRS流行病模型 被引量:1
8
作者 王军 王辉 《兰州大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期22-29,共8页
建立易感染类中具有 L ogistic种群增长和非线性接触率的 SIRS流行病模型 ;分析该模型的正不变集和平衡位置的存在性 ,研究了疾病消除平衡位置和地方病平衡位置的稳定性 。
关键词 非线性接触 SIRS流行病模型 种群动力 平衡位置 稳定性 Logistic种群增长 正不变集
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有横缝拱坝的非线性动力模型试验和计算分析研究 被引量:31
9
作者 陈厚群 李德玉 +1 位作者 胡晓 侯顺载 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 1995年第4期10-26,共17页
本文通过在大型三向地震模拟振动台上进行的设置伸缩横缝的某拱坝非线性动力模型试验,应用非线性有限元动力分析程序同时进行计算分析,全面系统地研究了拱坝横缝对坝体动力特性和地震反应的影响,并对计算程序进行了改进。试验与计算结... 本文通过在大型三向地震模拟振动台上进行的设置伸缩横缝的某拱坝非线性动力模型试验,应用非线性有限元动力分析程序同时进行计算分析,全面系统地研究了拱坝横缝对坝体动力特性和地震反应的影响,并对计算程序进行了改进。试验与计算结果相互印证,验证了试验成果的可靠性和计算分析模型、计算程序与计算结果的合理性。 展开更多
关键词 拱坝 横缝 非线性 有限元 动力模型
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大型四点接触球轴承的有限元模型研究 被引量:11
10
作者 王长武 顾吉丰 陈焕滨 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2004年第2期68-70,共3页
基于非线性有限元分析方法 ,采用了线性轴承模型和非线性轴承模型分析了大型四点接触球轴承的变形和受力。两种模型的分析结果表明 :整体应力、应变分布和轴承外环的变形规律基本一致 ,证明了两种建模方法在一定程度上是可行的。讨论了... 基于非线性有限元分析方法 ,采用了线性轴承模型和非线性轴承模型分析了大型四点接触球轴承的变形和受力。两种模型的分析结果表明 :整体应力、应变分布和轴承外环的变形规律基本一致 ,证明了两种建模方法在一定程度上是可行的。讨论了引起非线性模型和线性模型之间差异的原因。求解得到的轴承变形曲线为轴承的设计提供了理论依据 。 展开更多
关键词 雷达结构 四点接触球轴承 非线性有限元 接触 有限元模型
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风暴状态下自升式平台非线性动力分析模型 被引量:17
11
作者 徐长航 陈国明 +1 位作者 谢静 吴枝国 《石油大学学报(自然科学版)》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期80-83,87,共5页
以风暴状态下的自升式平台为研究对象 ,建立了用于分析平台结构的非线性动力模型。该模型采用改进的NewWave模型描述随机波浪 ,借助非线性弹簧模拟平台结构的桩—土之间的相互作用 ,综合考虑了影响平台结构动力响应的动力敏感性、非线... 以风暴状态下的自升式平台为研究对象 ,建立了用于分析平台结构的非线性动力模型。该模型采用改进的NewWave模型描述随机波浪 ,借助非线性弹簧模拟平台结构的桩—土之间的相互作用 ,综合考虑了影响平台结构动力响应的动力敏感性、非线性以及波浪载荷的随机性因素 ;同时以波面极值出现前后的若干载荷循环作用下的结构响应结果作为对平台结构响应的估计 ,大大节省了计算时间。建立了简化的三维有限元结构模型。通过具体实例分析 ,给出了使用该模型进行风暴状态下自升式平台动力响应的计算步骤 ,并对分别采用非线性弹簧模型和传统的铰接模型时的平台结构动力响应进行了对比。计算结果表明 ,风暴状态下自升式平台甲板位移响应极值服从对数正态分布。使用该模型进行自升式平台动力响应分析时 ,能够兼顾模型复杂程度和计算效率 ,这为今后进行自升式平台结构动力可靠性分析奠定了基础。 展开更多
关键词 风暴状态 自升式平台 石油平台 非线性动力响应 有限元模型 风暴 波浪载荷 桩土相互作用
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螺栓连接接触非线性对钢结构动力学特性的影响 被引量:5
12
作者 张红艳 白长青 +1 位作者 林旭 马华林 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期570-574,702-703,共5页
为研究钢结构中螺栓连接的不同建模方式对该结构动力特性的影响,本文针对两种典型的螺栓连接双层钢结构,建立了相应的线性动力学模型和非线性接触动力学模型;通过动力响应分析,研究了结构中实际存在的非线性摩擦接触问题及其预紧力对结... 为研究钢结构中螺栓连接的不同建模方式对该结构动力特性的影响,本文针对两种典型的螺栓连接双层钢结构,建立了相应的线性动力学模型和非线性接触动力学模型;通过动力响应分析,研究了结构中实际存在的非线性摩擦接触问题及其预紧力对结构动力特性的影响。文中首先建立了二维螺栓连接桁架结构的完全固连模型、螺栓固连模型、非线性摩擦接触模型,分别进行了模态分析和动力响应分析,发现与完全固连模型相比,螺栓固连模型的结果与接触模型的更接近;随后,在此基础上,建立了三维螺栓连接壳结构的螺栓固连模型和非线性接触模型,对比研究了摩擦预紧力对结构动力响应的影响。数值结果表明:非线性接触模型中预紧力对沿X方向响应的影响较小,但对其它方向响应的影响十分显著;若施加足够大的预紧力,可以显著减小接触模型和螺栓固连模型之间的误差比。 展开更多
关键词 钢结构 螺栓连接 非线性模型 接触 动力特性
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穿破甲有限元的几何非线性及物理参数的确定 被引量:4
13
作者 宋顺成 谭多望 蔡鸿年 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期137-143,共7页
在现有计算程序的基础上 ,引入有限变形几何框架及大变形条件下的Bodner Partom本构模型。同时 ,利用实验数据确定了材料的物理参数。计算与实验的对比说明 ,所给出的非线性几何计算及物理参数的确定方法可用于穿破甲过程。
关键词 穿破甲 有限元 有限变形 Bodner-Partom本构模型 材料物理参数 冲击动力 几何非线性
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基于接触非线性的车-路耦合系统动力响应分析 被引量:5
14
作者 陈静云 孙依人 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第19期119-124,共6页
采用四分之一车辆模型和三维线弹性沥青路面模型,借助ANSYS有限元分析软件,将车、路有限元模型通过接触单元联系在一起,进行了接触非线性瞬态求解。分析了车辆匀速行驶过一段路面时车-路耦合系统的动力响应特点。通过修改系统参数,计算... 采用四分之一车辆模型和三维线弹性沥青路面模型,借助ANSYS有限元分析软件,将车、路有限元模型通过接触单元联系在一起,进行了接触非线性瞬态求解。分析了车辆匀速行驶过一段路面时车-路耦合系统的动力响应特点。通过修改系统参数,计算分析了行车速度、路面平整度、基层模量、轮胎刚度、轮胎阻尼、悬架刚度、悬架阻尼等七个参数对车-路耦合系统动力响应的影响。最后分析了车-路耦合系统的共振问题。结果表明:在文章给定的路面结构组合下,最大纵向拉应力和最大横向拉应力均出现在基层和底基层结合处,容易导致疲劳破坏的产生;沥青面层层底剪应力是导致其破坏的主要原因;控制协调好车-路耦合系统中的各个参数,对提高路面寿命和行车舒适性有重要意义;车-路耦合系统的共振问题不容忽视。 展开更多
关键词 车-路耦合系统 沥青路面 接触非线性 动力响应 有限元分析 移动荷载
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高速冲击非线性有限元计算
15
作者 宋顺成 谭多望 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期565-571,共7页
在现有计算程序的基础上 ,引入有限变形几何框架及大变形条件下的Bodner Partom本构模型。同时 ,利用实验数据确定了材料的物理参数。计算与实验对比说明 。
关键词 超高速碰撞 有限元 有限变形几何 冲击动力 非线性几何计算 Bodner-Partom本构模型
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基于多体系统动力学和有限元法的联合仿真在车桥耦合振动研究中的应用 被引量:14
16
作者 崔圣爱 祝兵 黄志堂 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2009年第12期4581-4584,共4页
为了实现车桥耦合振动精细化仿真研究,利用多体系统动力学软件SIMPACK建立完整的车辆空间模型,采用空间杆系和板壳混合单元有限元方法建立桥梁的动力分析模型;然后将车辆和桥梁两个子系统在轮轨接触面离散的信息点上进行数据交换,实现... 为了实现车桥耦合振动精细化仿真研究,利用多体系统动力学软件SIMPACK建立完整的车辆空间模型,采用空间杆系和板壳混合单元有限元方法建立桥梁的动力分析模型;然后将车辆和桥梁两个子系统在轮轨接触面离散的信息点上进行数据交换,实现车桥耦合振动联合仿真分析。以高速铁路上的简支梁桥为研究对象,采用基于多体系统动力学和有限元法结合的联合仿真技术,计算了弹性轮轨接触时动车组列车以不同车速通过桥梁的空间耦合振动响应,证明了该研究方法的可行性。 展开更多
关键词 联合仿真 多体系统动力 有限元 车桥耦合振动 单边弹簧阻尼 轮轨接触模型
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矩形贮箱内液体非线性晃动动力学建模与分析 被引量:18
17
作者 陈科 李俊峰 王天舒 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期339-345,共7页
基于理想流体的假设,根据H-O原理建立了充液贮箱刚体平动与液体非线性晃动的耦合动力学方程, 通过引入改进的势函数描述刚体和液体之间的动边界.利用伽辽金方法对动力学方程进行了离散.针对液体非线性晃动情况,与ALE有限元方法、边界元... 基于理想流体的假设,根据H-O原理建立了充液贮箱刚体平动与液体非线性晃动的耦合动力学方程, 通过引入改进的势函数描述刚体和液体之间的动边界.利用伽辽金方法对动力学方程进行了离散.针对液体非线性晃动情况,与ALE有限元方法、边界元方法的结果进行了比较,验证了方法的可行性.对刚体平动和液体非线性晃动耦合的情况,数值模拟了多种外力激励下系统的响应.利用等效力学模型解释了耦合系统固有频率升高的现象. 展开更多
关键词 非线性晃动 动力学建模 液体 矩形贮箱 动力学方程 伽辽金方法 有限元方法 边界元方法 理想流体 充液贮箱 固有频率 耦合系统 数值模拟 刚体 动边界 势函数 ALE 模型 平动 外力
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基于接触动力学的钢板弹簧计算模型研究 被引量:4
18
作者 郑银环 张仲甫 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第6期765-767,共3页
钢板弹簧由于存在几何非线性和接触非线性等多种非线性因素,增加了其精确设计的难度。根据接触动力学理论,利用ANSYS和ADAMS分别建立了钢板弹簧的计算模型,对之进行非线性有限元分析和动特性仿真。考虑簧片间的接触和摩擦,得到了板簧的... 钢板弹簧由于存在几何非线性和接触非线性等多种非线性因素,增加了其精确设计的难度。根据接触动力学理论,利用ANSYS和ADAMS分别建立了钢板弹簧的计算模型,对之进行非线性有限元分析和动特性仿真。考虑簧片间的接触和摩擦,得到了板簧的应力分布和变形情况,精确地计算了钢板弹簧的力学特性。同时板簧的多体仿真模型较好地模拟了板簧特性的台架试验。 展开更多
关键词 钢板弹簧 接触动力 非线性有限元 多体动力
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钢丝增强橡胶复合材料结构的有限元分析模型 被引量:1
19
作者 闫相桥 乌大琨 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期647-651,共5页
为橡胶复合材料的结构分析、结构优化设计奠定一定的理论基础 ,建立了一个钢丝增强橡胶轮胎结构的有限元分析模型 ,考虑了轮胎变形的几何非线性、轮胎与地面和轮胎与轮辋的大变形非线性接触、轮胎材料的非均匀性、橡胶材料的不可压缩性... 为橡胶复合材料的结构分析、结构优化设计奠定一定的理论基础 ,建立了一个钢丝增强橡胶轮胎结构的有限元分析模型 ,考虑了轮胎变形的几何非线性、轮胎与地面和轮胎与轮辋的大变形非线性接触、轮胎材料的非均匀性、橡胶材料的不可压缩性和物理非线性及橡胶基复合材料的各向异性 .结果表明 。 展开更多
关键词 钢丝增强橡胶复合材料 模型 有限元分析 非线性 接触约束 结构分析 轮胎
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高强配筋砼砌块剪力墙非线性动力分析 被引量:1
20
作者 祝英杰 于广明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期92-95,共4页
本文提出了配筋砼砌块剪力墙非线性动力分析有限元模型。采用Newmark和Newton_Raphson相结合的方法 ,利用编制的程序对配筋砌快剪力墙的非线性地震反应进行了分析。分析中考虑了不同地震波、不同填芯率和不同高宽比等因素的影响。研究发... 本文提出了配筋砼砌块剪力墙非线性动力分析有限元模型。采用Newmark和Newton_Raphson相结合的方法 ,利用编制的程序对配筋砌快剪力墙的非线性地震反应进行了分析。分析中考虑了不同地震波、不同填芯率和不同高宽比等因素的影响。研究发现 ,不同地震波引起地震反应不同 ;当其它参数一定时 ,适当提高填芯率将对结构抗震有利。 展开更多
关键词 配筋砼砌块剪力墙 非线性动力分析 有限元模型 地震反应 地震波 填芯率
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