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非线性时间分布阶双曲波动方程的广义BDF2⁃θ有限元方法
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作者 侯雅馨 刘洋 李宏 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第1期114-128,共15页
构造了一种基于带有位移参数θ的广义向后差分公式(广义BDF2-θ)的有限元(FE)方法,用于求解非线性时间分布阶双曲波动方程.时间方向由广义BDF2-θ近似进一步得到FE全离散格式.将具有高阶时间导数的模型转化为包括两个低阶方程的耦合系统... 构造了一种基于带有位移参数θ的广义向后差分公式(广义BDF2-θ)的有限元(FE)方法,用于求解非线性时间分布阶双曲波动方程.时间方向由广义BDF2-θ近似进一步得到FE全离散格式.将具有高阶时间导数的模型转化为包括两个低阶方程的耦合系统.证明了格式的稳定性以及两个函数u和p的最优误差估计结果.最后,通过数值算例验证了格式的可行性和有效性. 展开更多
关键词 非线性时间分布阶双曲波动方程 有限元方法 广义BDF2⁃θ 稳定性 误差估计 数值模拟
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基于CFD−非线性有限元双向耦合的集装箱船波浪下结构崩溃数值仿真 被引量:1
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作者 刘维勤 张亚强 +4 位作者 夏天禹 陆晔 杨萌 吴卫国 宋学敏 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第6期134-142,共9页
[目的]充分考虑载荷非线性和物面非线性因素的影响,研究集装箱船在波浪下结构响应及动态结构崩溃模式。[方法]首先,基于CFD平台建立船舶水动力模型,采用重叠网格法实现船体水动力模型动边界网格与远场流体域的欧拉网格间的匹配,在流体... [目的]充分考虑载荷非线性和物面非线性因素的影响,研究集装箱船在波浪下结构响应及动态结构崩溃模式。[方法]首先,基于CFD平台建立船舶水动力模型,采用重叠网格法实现船体水动力模型动边界网格与远场流体域的欧拉网格间的匹配,在流体全域内采用流体体积法模拟自由面非线性,在流场全域内求解三维N–S方程,实时求解非线性波浪载荷;然后,建立可模拟船舯崩溃行为的船舶非线性有限元模型,基于显式动力学非线性有限元法计算包含塑性和屈曲的时域崩溃响应;最后,实现水动力模型与结构有限元模型在湿表面上的流体压力和节点位移的传递,以此进行CFD求解器与非线性有限元求解器间的双向迭代耦合,并实时计算4600 TEU集装箱船结构崩溃过程中的非线性波浪载荷和结构崩溃响应。[结果]结果显示,在极端波浪下上部至中部结构广泛进入塑性状态,主甲板、舷侧板、甲板纵骨和舷侧纵骨等构件在波浪下出现明显的屈服及失稳,甲板纵骨和舷侧纵骨等骨材发生严重的侧向失稳,船体结构丧失了承载能力。[结论]所提方法可较准确求解结构响应及动态崩溃模式,可作为研究船舶结构崩溃响应的一种新方法。 展开更多
关键词 结构崩溃 双向耦合 非线性有限元 波浪载荷 数值仿真
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应用非线性有限元法对某止水橡皮进行仿真计算 被引量:12
3
作者 朱凼凼 刘礼华 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期134-136,共3页
应用有限元分析软件对某具有超弹性、不可压缩性和大变形性质的伸缩式止水橡皮进行应力应变仿真分析计算 ,考虑到材料非线性、几何非线性和边界非线性等问题 ,通过对超弹性橡皮材料的大变形性质作定性的分析 ,和对止水橡皮在安装过程中... 应用有限元分析软件对某具有超弹性、不可压缩性和大变形性质的伸缩式止水橡皮进行应力应变仿真分析计算 ,考虑到材料非线性、几何非线性和边界非线性等问题 ,通过对超弹性橡皮材料的大变形性质作定性的分析 ,和对止水橡皮在安装过程中的变形分析 ,计算支臂翼头在受到刚性夹板夹紧作用下的应力分布、橡皮与钢夹之间的接触应力分布 ,从而分析止水橡皮的止水性能。 展开更多
关键词 超弹性 橡皮 非线性有限元 数值仿真 接触应力
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钢纤维混凝土叠合梁非线性有限元分析及破坏过程的计算机仿真 被引量:6
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作者 蒋玉川 徐双武 黄陆海 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期80-86,共7页
在试验研究的基础上,通过分析叠合梁二次成型、二次受力的过程,考虑材料非线性,运用V-F语言编制了钢纤维混凝土叠合梁非线性有限元计算程序,对钢纤维混凝土叠合梁从加载→开裂→破坏的全过程进行了数值模拟。将计算结果与实验结果作对比... 在试验研究的基础上,通过分析叠合梁二次成型、二次受力的过程,考虑材料非线性,运用V-F语言编制了钢纤维混凝土叠合梁非线性有限元计算程序,对钢纤维混凝土叠合梁从加载→开裂→破坏的全过程进行了数值模拟。将计算结果与实验结果作对比,二者吻合较好。同时,对掺入钢纤维后叠合梁的受力特性进行了研究。结果表明:随着钢钎维含量的提高有效的阻止了裂纹开展的程度,并能减缓受拉钢筋应力超前的现象。最后,通过构造DXF格式的图形转换文件,对钢纤维叠合梁的破坏过程实现了部分计算机仿真。 展开更多
关键词 钢纤维混凝土 叠合梁 非线性有限元 DXF 计算机仿真
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自行火炮非线性有限元动力学仿真方法研究 被引量:3
5
作者 楚志远 杨国来 陈运生 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期270-272,共3页
本文根据非线性有限元法的基本理论 ,建立了火炮发射动力学问题的有限元形式运动方程 ,并探讨了该方程的各种解法。指出无条件稳定的隐式时间积分—— Newmark方法的优越性 ,还指出在自行火炮发射动力学问题中采用 Newmark方法时 ,应采... 本文根据非线性有限元法的基本理论 ,建立了火炮发射动力学问题的有限元形式运动方程 ,并探讨了该方程的各种解法。指出无条件稳定的隐式时间积分—— Newmark方法的优越性 ,还指出在自行火炮发射动力学问题中采用 Newmark方法时 ,应采用的时间步长和误差的确定方法。最后指出了自行火炮非线性有限元动力学仿真研究尚存在的不足和努力的方向。 展开更多
关键词 自行火炮 火炮发射动力学 有限元 非线性 仿真
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非线性渗流多尺度有限元数值模拟 被引量:2
6
作者 张娜 姚军 黄朝琴 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期4584-4591,共8页
采用多尺度有限元法对一般的非线性椭圆型方程和与时间相关的非线性方程进行数值分析。阐述多尺度有限元法求解非线性方程的基本原理,推导相应的计算格式并编制计算程序。通过2个不同类型的非线性渗流算例验证该方法的准确性和适用性。... 采用多尺度有限元法对一般的非线性椭圆型方程和与时间相关的非线性方程进行数值分析。阐述多尺度有限元法求解非线性方程的基本原理,推导相应的计算格式并编制计算程序。通过2个不同类型的非线性渗流算例验证该方法的准确性和适用性。最后,以低渗透油藏注水开发为例,对其进行多尺度有限数值模拟。研究结果表明:相对于传统的数值计算方法,多尺度有限元法具有更高的计算精度,在保证计算精度的同时能够减少计算量。 展开更多
关键词 非线性渗流 多尺度有限元 多尺度 数值模拟
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混合暗支撑联肢剪力墙非线性有限元数值模拟 被引量:5
7
作者 汪梦甫 宋兴禹 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2013年第6期81-87,共7页
混合暗支撑联肢剪力墙是一种新型延性双肢剪力墙,其在地震作用下受力机理复杂,故准确模拟其非线性受力过程是结构抗震分析的重要课题。本文利用先进的数值模拟技术,在已有试验研究的基础上,对混合暗支撑联肢剪力墙进行合理建模,并系统... 混合暗支撑联肢剪力墙是一种新型延性双肢剪力墙,其在地震作用下受力机理复杂,故准确模拟其非线性受力过程是结构抗震分析的重要课题。本文利用先进的数值模拟技术,在已有试验研究的基础上,对混合暗支撑联肢剪力墙进行合理建模,并系统分析了轴压比、配筋率、高宽比和连梁刚度等对混合暗支撑联肢剪力墙承载力和变形性能的影响规律。分析结果表明,数值模拟结果和试验结果吻合较好;轴压比、配筋率对混合暗支撑联肢剪力墙的弹性和弹塑性性能影响显著;连梁刚度主要影响混合暗支撑联肢剪力墙开裂后的性能;而高宽比既影响混合暗支撑联肢剪力墙的承载力和变形性能,又决定着混合暗支撑联肢剪力墙的破坏形式。研究结果对混合暗支撑联肢剪力墙的地震弹塑性计算具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 混合暗支撑联肢剪力墙 非线性有限元 数值模拟 抗震性能
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基于非线性有限元法的船舶冰区破冰数值模拟(英文) 被引量:4
8
作者 王健伟 邹早建 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期1584-1594,共11页
应用非线性有限元法进行了破冰船冰区破冰数值模拟。通过比较数值模拟结果和试验结果,对冰体材料模型进行了验证;采用该冰体材料模型,对破冰船以不同航速在不同厚度的层冰中破冰航行时的动态响应进行了数值研究,给出了破冰过程中层冰的... 应用非线性有限元法进行了破冰船冰区破冰数值模拟。通过比较数值模拟结果和试验结果,对冰体材料模型进行了验证;采用该冰体材料模型,对破冰船以不同航速在不同厚度的层冰中破冰航行时的动态响应进行了数值研究,给出了破冰过程中层冰的变形、冰力的大小以及冰的变形能和动能变化,分析了船速、冰层厚度对破冰阻力的影响。该研究结果对分析破冰船在层冰中破冰时的动态响应特性具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 破冰船 层冰 破冰阻力 非线性有限元 数值模拟
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非线性双曲型方程动边界问题的全离散有限元格式及数值分析 被引量:1
9
作者 崔霞 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 1998年第2期57-62,共6页
研究具有变动边界的三维区域上的非线性双曲型方程的初边值问题。提出一类全离散有限元逼近格式,并表明了其稳定性。通过进行空间变量代换、引入椭圆投影,以及采用其它非线性微分方程先验误差估计技巧,得到了最优阶的L2模和H1模... 研究具有变动边界的三维区域上的非线性双曲型方程的初边值问题。提出一类全离散有限元逼近格式,并表明了其稳定性。通过进行空间变量代换、引入椭圆投影,以及采用其它非线性微分方程先验误差估计技巧,得到了最优阶的L2模和H1模收敛结果。 展开更多
关键词 非线性双曲型方程 边界问题 全离散有限元格式 数值分析 变动边界 初边值问题 误差估计
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P91钢高温热损伤的非线性超声评价的有限元仿真(英文)
10
作者 刘燕燕 马世伟 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1967-1975,共9页
为满足评价承压钢材高温蠕变损伤的需求,建立了一种利用有限元来计算钢材高温热损伤的非线性超声效应的方法。非线性现象是由于材料的微结构变化导致的波形畸变,即高频谐波的产生,其随着传播距离的增大而累积。据此建立了P91钢经过高温... 为满足评价承压钢材高温蠕变损伤的需求,建立了一种利用有限元来计算钢材高温热损伤的非线性超声效应的方法。非线性现象是由于材料的微结构变化导致的波形畸变,即高频谐波的产生,其随着传播距离的增大而累积。据此建立了P91钢经过高温蠕变的理论模型和非线性超声的二维理论模型,对P91钢进行高温热损伤的模拟仿真,对超声换能器和超声波在损伤钢材试样中的传播进行了有限元仿真,分析了在经过高温蠕变损伤后的钢材试样中声场的分布情况,对回波信号进行频谱分析发现明显的二次谐波分量,研究了热处理温度和非线性系数的关系。理论和实验结果都表明:随着热处理温度的升高,非线性系数逐渐增大,承压钢材的蠕变损伤程度加深,因此可将非线性效应作为有效评价材料高温蠕变损伤的特征参数。 展开更多
关键词 非线性超声 高温蠕变损伤 有限元仿真 P91钢
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非线性有限元分析与分叉问题数值方法
11
作者 王晓春 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第3期234-237,共4页
非线性有限元分析和分叉问题的数值方法研究是当今计算力学领域中受重视的研究方向之一。虽然在单元构造、非线性分析与分叉数值方法方面已有长足进展,但迄今为止,可以用于实际复杂结构分叉问题的方案还存在不少困难。本文对有限元的... 非线性有限元分析和分叉问题的数值方法研究是当今计算力学领域中受重视的研究方向之一。虽然在单元构造、非线性分析与分叉数值方法方面已有长足进展,但迄今为止,可以用于实际复杂结构分叉问题的方案还存在不少困难。本文对有限元的发展作了简要回顾,并介绍了一种有效的用于分叉计算的数值方法。文末以实际上常见的平面杆系结构为对象。 展开更多
关键词 非线性 有限元 分叉 数值方法 计算力学
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爆炸荷载作用下钢筋混凝土梁非线性有限元分析 被引量:15
12
作者 焦延平 郭东 +2 位作者 张虹 令狐可 李浩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期65-67,共3页
利用大型通用有限无软件ANSYS对钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟 ,其中混凝土采用ANSYS软件中特有的SOLID65单元类型和专门的材料模型CONCRETE ,钢筋采用LINK8杆单元和随动硬化双线性弹塑性 (KinematicHardeningBil... 利用大型通用有限无软件ANSYS对钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟 ,其中混凝土采用ANSYS软件中特有的SOLID65单元类型和专门的材料模型CONCRETE ,钢筋采用LINK8杆单元和随动硬化双线性弹塑性 (KinematicHardeningBilinearPlasticity)模型来实现 ,并与Suidan和Schnobrich[1] 的方法进行比较 ,计算结果与Suidan和Schnobrich预示的响应十分吻合。 展开更多
关键词 爆炸荷载 钢筋混凝土梁 非线性有限元分析 动力响应 数值模拟
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基于非线性有限元法的船舶-冰层碰撞结构响应研究 被引量:27
13
作者 王健伟 邹早建 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第23期125-130,共6页
采用非线性有限元法建立船舶与冰层的三维有限元模型,对船-冰碰撞进行了数值模拟。研究了船舶在不同速度下与不同厚度冰层碰撞的动态结构响应,分析了碰撞冰力的大小、船艏结构的变形损伤和能量变化等特性。得到了船舶初速度、冰层厚度... 采用非线性有限元法建立船舶与冰层的三维有限元模型,对船-冰碰撞进行了数值模拟。研究了船舶在不同速度下与不同厚度冰层碰撞的动态结构响应,分析了碰撞冰力的大小、船艏结构的变形损伤和能量变化等特性。得到了船舶初速度、冰层厚度等因素对船-冰碰撞载荷的影响,对分析船舶与冰体碰撞的结构性能具有参考价值。 展开更多
关键词 船-冰碰撞 结构响应 非线性有限元 数值仿真
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基于非线性有限元的桥墩防撞装置性能分析 被引量:4
14
作者 张海 殷华涛 +2 位作者 方帅 金福银 陈辉 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2011年第6期1103-1109,共7页
目的为阻止船舶撞击桥墩,提出一种满足内河二级航道防护要求的钢套箱防撞装置.方法利用ANSYS/LS-DYNA软件建立船舶撞击钢套箱有限元模型,分析其碰撞过程中的损伤变形、能量变化和位移响应.结果碰撞过程基本满足能量守恒,船舶的总动能转... 目的为阻止船舶撞击桥墩,提出一种满足内河二级航道防护要求的钢套箱防撞装置.方法利用ANSYS/LS-DYNA软件建立船舶撞击钢套箱有限元模型,分析其碰撞过程中的损伤变形、能量变化和位移响应.结果碰撞过程基本满足能量守恒,船舶的总动能转化为钢板变形能、角钢变形能、碰撞摩擦能以及沙漏能.钢套箱通过变形和摩擦吸收了91.6%的碰撞动能,减少了碰撞过程中传到桥墩上的撞击力.仿真算法中沙漏能得到有效控制,确保了计算的精准度.结论钢套箱防撞装置能够抵御船舶的撞击而不被穿透,有效地起到保护桥墩的作用. 展开更多
关键词 船桥碰撞 钢套箱 非线性有限元 数值仿真 能量守恒
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鼓风机叶轮过盈配合的有限元数值仿真 被引量:15
15
作者 陈启明 黄文俊 +2 位作者 胡四兵 王鹏亮 于跃平 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第8期21-23,共3页
借助有限元软件ALGOR,对大型PTA项目用RPF循环鼓风机叶轮与轴的过盈配合问题进行三维有限元计算分析,针对不同的过盈量和转速进行了计算,获得了叶轮与轴之间接触应力的相应分布规律。这对于确定合理过盈量和改进设计具有参考意义。
关键词 鼓风机 过盈配合 过盈量 有限元 数值仿真
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岩体拉破坏非线性分析有限元程序的编制及其算例 被引量:4
16
作者 王述红 朱万成 +1 位作者 刘斌 潘开名 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期75-78,共4页
根据岩体拉破坏的本构关系建立了岩体拉破坏非线性分析的有限元程序,并用简单的算例证明了该有限元模型的合理性和程序编制的正确性·把该程序嵌入到一般的岩体弹性及弹塑性分析有限元程序中,较好地反映了岩体受拉应力作用的变形... 根据岩体拉破坏的本构关系建立了岩体拉破坏非线性分析的有限元程序,并用简单的算例证明了该有限元模型的合理性和程序编制的正确性·把该程序嵌入到一般的岩体弹性及弹塑性分析有限元程序中,较好地反映了岩体受拉应力作用的变形特征· 展开更多
关键词 拉破坏分析 有限元 数值模拟 岩体 非线性分析
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含损伤非线性粘弹性本构模型及数值仿真应用 被引量:14
17
作者 孟红磊 鞠玉涛 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期764-768,772,共6页
提出了一种含累积损伤的非线性粘弹性本构方程,通过数值展开,获得该应力更新方程和切线模量矩阵,利用FORTRAN语言编制了自定义材料本构模型子程序,将子程序融合到ABAQUS软件中进行有限元数值仿真。通过验证试验证明了所建立的非线性粘... 提出了一种含累积损伤的非线性粘弹性本构方程,通过数值展开,获得该应力更新方程和切线模量矩阵,利用FORTRAN语言编制了自定义材料本构模型子程序,将子程序融合到ABAQUS软件中进行有限元数值仿真。通过验证试验证明了所建立的非线性粘弹性本构方程及数值方法的准确性和实用性,为装药结构完整性数值仿真提供了较为精确的本构模型及材料子程序。 展开更多
关键词 累积损伤 非线性粘弹性 数值仿真 材料子程序
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转子碰摩故障非线性特征的数值仿真分析 被引量:7
18
作者 王立平 叶佩青 +1 位作者 汪劲松 杨叔子 《汽轮机技术》 北大核心 2002年第1期31-33,共3页
在考虑到轴承油膜力作用的同时 ,构造了碰摩转子系统的动力学模型 ,并结合数值仿真计算对碰摩转子所表现出的动力学特性进行了研究 ,结果验证了碰摩转子模型的正确性 ,给转子的故障诊断提供了理论依据。
关键词 转子 碰摩 计算机仿真 数值仿真分析 汽轮机 非线性特征
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复合材料火箭定向器有限元法数值仿真 被引量:3
19
作者 许寿彭 马大为 +1 位作者 于存贵 陈兵 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1940-1942,共3页
以某复合材料火箭定向器为对象,分别建立了3mm,3.5mm,4mm三种壁厚的定向器和火箭的有限元模型进行分析,计算了火箭在定向器内运行的全过程,得到了复合材料定向器的一些有价值的计算数据曲线。数值计算结果与实际数据对比显示,最大偏差不... 以某复合材料火箭定向器为对象,分别建立了3mm,3.5mm,4mm三种壁厚的定向器和火箭的有限元模型进行分析,计算了火箭在定向器内运行的全过程,得到了复合材料定向器的一些有价值的计算数据曲线。数值计算结果与实际数据对比显示,最大偏差不到14%,证明仿真结果是可信的,综合比较,4mm壁厚的定向器是最佳选择。研究表明,用复合材料制成的火箭定向器完全能够满足工程需要。 展开更多
关键词 数值仿真 复合材料 定向器 有限元
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钢筋混凝土梁非线性有限元静力分析 被引量:6
20
作者 李永梅 胡琨 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2013年第12期48-53,共6页
借助有限元软件ANSYS,对钢筋混凝土简支梁在单调竖向荷载作用下进行受力全过程非线性计算,对超筋梁和适筋梁,提出分别以混凝土的极限压应变达到εcu和受拉钢筋的极限拉应变达到0.01作为达到极限承载力的判别标准;分析钢筋混凝土梁完整... 借助有限元软件ANSYS,对钢筋混凝土简支梁在单调竖向荷载作用下进行受力全过程非线性计算,对超筋梁和适筋梁,提出分别以混凝土的极限压应变达到εcu和受拉钢筋的极限拉应变达到0.01作为达到极限承载力的判别标准;分析钢筋混凝土梁完整的破坏过程、力学特征,研究受压钢筋、配筋率和材料强度对梁极限承载力的影响,数值分析得出应用高强、高性能钢筋能提高资源利用效率,即截面承载力显著提高的同时,钢筋混凝土构件的延性并未降低等结论。 展开更多
关键词 钢筋混凝土梁 有限元 非线性 数值分析
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