二次B-Spline时域基函数的TDFEM的应用

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作者 吴霞 周乐柱 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期836-840,共5页

提出了时域有限元法(TDFEM)的一种新的基函数—二次B-spline时域基函数.首先简述了时域有限元法的原理和基本公式;然后提出了新型的基于B-spline函数的条件稳定和无条件稳定的时域有限元法方案,并应用于三维电磁辐射问题.通过典型的算... 提出了时域有限元法(TDFEM)的一种新的基函数—二次B-spline时域基函数.首先简述了时域有限元法的原理和基本公式;然后提出了新型的基于B-spline函数的条件稳定和无条件稳定的时域有限元法方案,并应用于三维电磁辐射问题.通过典型的算例对这两种方案的精度、运算时间进行了比较,证实了基于二次B-spline函数的时域有限元法的有效性.通过稳定性理论分析得出该算法的精确稳定性,并且通过数值计算的结果得到验证. 展开更多

关键词 时域有限元法 二次b-spline时域基函数 电磁辐射 无条件稳定 超宽带

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二阶非线性抛物方程的B样条有限元法 被引量：2

2

作者 秦丹丹 王大铭 黄文竹 《吉林大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期878-885,共8页

首先,用二次B样条有限元法求解Fisher-Kolmogorov(FK)方程,证明半离散格式与全离散格式解的稳定性与收敛性;其次,用Crank-Nicolson方法离散时间变量,得到近似解的收敛阶为O((Δt)^(2)+h^(3));最后,用数值算例验证了理论分析结果及B样条... 首先,用二次B样条有限元法求解Fisher-Kolmogorov(FK)方程,证明半离散格式与全离散格式解的稳定性与收敛性;其次,用Crank-Nicolson方法离散时间变量,得到近似解的收敛阶为O((Δt)^(2)+h^(3));最后,用数值算例验证了理论分析结果及B样条有限元法的有效性. 展开更多

关键词 Fisher-Kolmogorov方程 二次B样条有限元法 稳定性 收敛性

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基于二次插值的线源可控源有限元数值模拟 被引量：15

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作者 张继锋 汤井田 +1 位作者 喻言 刘长生 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期929-935,共7页

在准静态近似条件下,采用矩形网格单元和双二次函数插值就频率域二维线源边值问题进行了有限元数值模拟。在二维地电条件下,给出了边值问题和变分问题,并通过有限单元法对模型进行单元剖分、插值、积分和整体合成,最后通过求解复系数方... 在准静态近似条件下,采用矩形网格单元和双二次函数插值就频率域二维线源边值问题进行了有限元数值模拟。在二维地电条件下,给出了边值问题和变分问题,并通过有限单元法对模型进行单元剖分、插值、积分和整体合成,最后通过求解复系数方程组得到了地表视电阻率响应。引入伪delta函数模拟线源,消弱了源带来的奇异性。通过与均匀大地以及层状介质模型的解析解对比,平均相对误差分别为0.71%和1.12%。建立了两个异常体模型,数值模拟表明异常响应比较明显,为进一步实现三维可控源电磁法有限元数值模拟提供了基础。 展开更多

关键词 二次插值 有限元 数值模拟 可控源电磁法

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叶片机械过盈配合的接触分析 被引量：17

4

作者 廖爱华 张洪武 吴昌华 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期282-286,共5页

叶片机械中广泛采用过盈配合技术将叶轮、轴套和轴联成一体,这是典型的三维多体接触问题。文中以某柴油机涡轮增压器的压气机叶轮为例,采用有限元参数二次规划法,并结合多重子结构技术分析求解叶轮与轴套、轴套与轴的过盈接触问题,利用J... 叶片机械中广泛采用过盈配合技术将叶轮、轴套和轴联成一体,这是典型的三维多体接触问题。文中以某柴油机涡轮增压器的压气机叶轮为例,采用有限元参数二次规划法,并结合多重子结构技术分析求解叶轮与轴套、轴套与轴的过盈接触问题,利用JIFEX程序,针对不同的过盈量、摩擦因数和转速进行研究,获得叶轮、轴套与轴之间接触应力的相应分布规律,以为设计、制造参考。 展开更多

关键词 增压器叶轮 有限元法 接触分析 二次规划

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基于参数化有限元的深潜器主框架优化设计 被引量：10

5

作者 洪林 刘涛 +2 位作者 崔维成 谢锡南 祁恩荣 《船舶力学》 EI 2004年第2期71-78,共8页

深潜器主框架是一个大型空间刚架结构,如何对这类复杂的工程结构进行优化,使其既满足自身的强度和刚度要求,同时又满足总体设计对主框架重量和布置的要求,这些仅仅根据经验是不够的,如何充分利用现有的大型通用有限元软件的优化设计功... 深潜器主框架是一个大型空间刚架结构,如何对这类复杂的工程结构进行优化,使其既满足自身的强度和刚度要求,同时又满足总体设计对主框架重量和布置的要求,这些仅仅根据经验是不够的,如何充分利用现有的大型通用有限元软件的优化设计功能显得尤为重要。本文利用现有通用大型有限元软件MSCPatran/Nastran,基于参数化设计的思想,对深潜器主框架进行了两个方面的优化设计:首先在初步设计方案的基础上,应用有限元静力分析功能,对方案进行渐进结构拓扑优化;其次,对选定的方案,分别采用可行方向法、序列线性规划法和序列二次规划法这3种优化算法对主框架进行优化,并比较各优化方法的适用性,说明了对于复杂结构存在的目标函数多峰值现象。结果表明,通过参数驱动有限元优化能够显著减轻主框架的整体重量,使材料达到最大的利用效率,具有实用意义。 展开更多

关键词 深潜器 有限元 参数驱动 主框架优化设计 刚度设计 强度设计 船舶结构

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强度折减有限元法中的单元阶次影响分析 被引量：5

6

作者 李翠华 姜清辉 周创兵 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期3315-3320,3328,共7页

强度折减有限元法是当前较为有效的边坡稳定性评价方法,且应用越来越广泛。但影响强度折减有限元法的因素有很多,单元阶次是其中比较重要的一个。通过3个经典算例,这些算例分别是二维地基承载力问题、二维边坡和三维边坡问题,分析了单... 强度折减有限元法是当前较为有效的边坡稳定性评价方法,且应用越来越广泛。但影响强度折减有限元法的因素有很多,单元阶次是其中比较重要的一个。通过3个经典算例,这些算例分别是二维地基承载力问题、二维边坡和三维边坡问题,分析了单元阶次的选择对强度折减法的影响。计算结果表明:随着单元的增多,线性单元和二次单元都从大于真实解的一侧来逼近真解;相对于二次单元,由于线性单元过"刚",因此,会过高地估计安全系数,对于实际工程会偏于危险,且误差大,二次单元的误差是线性单元误差的1/8左右。在采用系统最大位移收敛与否的评判标准的基础上,利用二次单元来进行强度折减分析,则可以弥补这种线性单元的不足,得到更加合理的安全系数。二次单元比线性单元更适合于强度折减有限元法。 展开更多

关键词 稳定性 强度折减法 有限元 线性单元 二次单元

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基于响应面法的保险杠系统耐撞性优化设计 被引量：5

7

作者 王显会 张堃 +2 位作者 路先锋 吴旭 魏然 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期410-414,共5页

为了提高某保险杠系统的耐撞性,该文提出了一种优化设计方法。根据具有旋转性的二次回归组合试验设计方案选取设计点,在这些设计点处利用有限元法获取试验数据。然后运用最小二乘法建立刚性板最大位移、撞击力峰值和总质量的高精度响应... 为了提高某保险杠系统的耐撞性,该文提出了一种优化设计方法。根据具有旋转性的二次回归组合试验设计方案选取设计点,在这些设计点处利用有限元法获取试验数据。然后运用最小二乘法建立刚性板最大位移、撞击力峰值和总质量的高精度响应面。综合考虑零件厚度的变化范围、安全性和轻量化要求,运用序列二次规划法对建立的响应面进行求解计算,得到一组最优值。结果显示仅需17次计算,误差均在5%以内。 展开更多

关键词 响应面法 保险杠系统 耐撞性 有限元法 最小二乘法 序列二次规划法

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工程结构接触问题的研究及进展 被引量：25

8

作者 郭小明 赵惠麟 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期577-582,共6页

针对国内外工程结构接触问题的研究现状 ,阐述了各类研究方法的基本思想和主要特点 ,指出了其中一些尚待解决的问题 .介绍了这一问题求解的优化计算方法以及板片结构接触计算模型 ,所建立的结构分析和计算模型能真实反映工程结构的实际... 针对国内外工程结构接触问题的研究现状 ,阐述了各类研究方法的基本思想和主要特点 ,指出了其中一些尚待解决的问题 .介绍了这一问题求解的优化计算方法以及板片结构接触计算模型 ,所建立的结构分析和计算模型能真实反映工程结构的实际工作状态 ,给工程结构的设计和应用提供了理论计算依据 . 展开更多

关键词 接触问题 工程结构 数学规划法 有限元模型

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楔横轧成形等内径空心轴的椭圆度影响规律 被引量：13

9

作者 丁韡 张康生 +1 位作者 杨翠苹 胡正寰 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期27-31,共5页

采用二次回归正交旋转组合设计法,对楔横轧成形等内径空心轴的椭圆度影响规律进行有限元模拟分析和轧制实验,得到了具有较高参考价值的回归方程。依据回归方程和模拟结果,得出了工艺参数对等内径空心轴椭圆度的影响规律,以及各因素对椭... 采用二次回归正交旋转组合设计法,对楔横轧成形等内径空心轴的椭圆度影响规律进行有限元模拟分析和轧制实验,得到了具有较高参考价值的回归方程。依据回归方程和模拟结果,得出了工艺参数对等内径空心轴椭圆度的影响规律,以及各因素对椭圆度的影响程度主次和工艺参数的最优组合。研究结果为实现等内径空心轴类零件的楔横轧精确成形,以及优化模具设计和工艺参数的合理确定,提供了理论依据。 展开更多

关键词 二次回归正交旋转组合设计法 楔横轧 等内径空心轴 有限元模拟 椭圆度

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0.5m超薄镜主动支撑面形校正及实验 被引量：11

10

作者 曾春梅 郭培基 余景池 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期570-578,共9页

为了研究主动支撑条件对超薄镜面形误差的校正能力,以一个直径0.5m的超薄镜为例进行了面形校正的仿真分析及实验验证。分析了致动器作用力与超薄镜面形的关系,引入了一些需校正的面形误差,如初级球差、慧差、像散及重力变形等,确定了致... 为了研究主动支撑条件对超薄镜面形误差的校正能力,以一个直径0.5m的超薄镜为例进行了面形校正的仿真分析及实验验证。分析了致动器作用力与超薄镜面形的关系,引入了一些需校正的面形误差,如初级球差、慧差、像散及重力变形等,确定了致动器作用力的优化目标,用求解非线性约束问题的优化算法——序列二次规划法计算了校正面形误差所需的致动器作用力,得到了超薄镜面形残余误差。仿真分析表明,对于归一化系数为1的初始球差、慧差、像散以及它们的叠加,用本文提供的致动器排布方式可以将面形误差校正到RMSλ/24以内,且对初级像散的校正能力最强,慧差和球差次之;竖直放置时的重力变形加上3种低阶像差的叠加也可被校正到RMSλ/24。在得到主动支撑的0.5m实验镜的初始面形结果后,重新计算了优化力和面形误差,结果表明,计算结果和实际装调结果基本一致,RMS约为λ/7。计算分析了超薄镜面形未能达到预期目标的原因,提出了适当增加致动器和提高超薄镜初始面形精度的改进方案,并最终使超薄镜面形达到RMSλ/20的要求。 展开更多

关键词 超薄镜 主动支撑 致动器 面形校正 序列二次规划法 有限元法

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具有并联不等深度子背腔序列的微穿孔板吸声体吸声特性 被引量：16

11

作者 闵鹤群 郭文成 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期177-183,共7页

详细讨论了一种新型宽频带微穿孔板(MPP)吸声体的吸声特性,该吸声体由单层MPP和基于二次余数扩散体(QRD)深度序列设计的多个并联且深度不等的子背腔组成.首先,从理论上提出了该吸声体正入射吸声系数的解析计算方法;然后,建立了有限元数... 详细讨论了一种新型宽频带微穿孔板(MPP)吸声体的吸声特性,该吸声体由单层MPP和基于二次余数扩散体(QRD)深度序列设计的多个并联且深度不等的子背腔组成.首先,从理论上提出了该吸声体正入射吸声系数的解析计算方法;然后,建立了有限元数值仿真模型验证所提出的解析计算方法,并分析该吸声体的正入射吸声特性;最后,在矩形驻波管内基于传递函数法实验测量了该吸声体样品的正入射吸声系数.实验结果表明,所提出的该类吸声体正入射吸声系数的解析计算方法准确可靠.同时,在460~3 500 Hz的频率范围内,采用解析计算方法预测的该类MPP吸声体的正入射吸声系数不小于0.5,最大吸声系数能达到0.98. 展开更多

关键词 微穿孔板 吸声体 二次佘数扩散体 有限元法 实验

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机车车辆轮轨接触问题的数值模拟 被引量：8

12

作者 张军 仲政 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1231-1236,共6页

按照机车、车辆车轮与标准轨道的实际几何关系建立了三维有限元模型,并采用有限元参数二次规划法求解轮轨弹塑性接触问题.通过弹塑性接触计算,得到了大量的轮轨接触力、接触状态和轮轨应力的数据,根据计算结果分析比较了机车轮轨接触和... 按照机车、车辆车轮与标准轨道的实际几何关系建立了三维有限元模型,并采用有限元参数二次规划法求解轮轨弹塑性接触问题.通过弹塑性接触计算,得到了大量的轮轨接触力、接触状态和轮轨应力的数据,根据计算结果分析比较了机车轮轨接触和车辆轮轨接触的区别,对轮缘贴靠钢轨形成两点接触时的接触情况进行了初步分析. 展开更多

关键词 轮轨接触 接触力 两点接触 有限元法 二次规划法

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基于序列二次规划方法的高密度电阻率反演 被引量：6

13

作者 伍开江 周启友 《地球科学与环境学报》 CAS 2005年第3期63-67,共5页

针对高密度电阻率成像法反演计算中存在的困难,探讨了基于序列二次规划(SQP)方法建立可行的电阻率反演算法的问题。在对三维点电源二维地电体电位场模型有限元法正演计算的基础上,建立了基于SQP方法的高密度电阻率成像法反演算法。根据... 针对高密度电阻率成像法反演计算中存在的困难,探讨了基于序列二次规划(SQP)方法建立可行的电阻率反演算法的问题。在对三维点电源二维地电体电位场模型有限元法正演计算的基础上,建立了基于SQP方法的高密度电阻率成像法反演算法。根据勘测中测量电极间距的不同,提出按不同的电极间距分别建立优化模型进行参数优化。通过对模拟电阻率模型和实际观测资料的反演计算,表明该算法进行高密度电阻率反演是可行的,其具有对初始模型无特殊要求、收敛速度快的特点。这一反演算法可望在高密度电阻率成像的反演计算中得到应用。 展开更多

关键词 电阻率 反演 有限元法 参数优化 SQP方法

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智能抛物面桁架天线的建模和模型降阶 被引量：2

14

作者 王永 马运领 +2 位作者 陈斌 孙红灵 张培强 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期530-537,共8页

设计了一个智能抛物面桁架天线,采用有限元方法得到了它的动力学模型.由于此模型的阶次太高,给以后的振动控制工作带来了极大的困难.采用模态集结法对其高阶模型进行降阶.通过零极点比较、输出曲线比较和将针对低阶模型设计的线性二次... 设计了一个智能抛物面桁架天线,采用有限元方法得到了它的动力学模型.由于此模型的阶次太高,给以后的振动控制工作带来了极大的困难.采用模态集结法对其高阶模型进行降阶.通过零极点比较、输出曲线比较和将针对低阶模型设计的线性二次型最优控制律加入原高阶模型等方法对降阶结果进行了验证. 展开更多

关键词 智能桁架天线 振动控制 有限元方法 建模 模型降阶 线性二次型最优控制

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解两点边值问题的基于应力佳点的二次有限体积元法 被引量：13

15

作者 于长华 李永海 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期639-648,共10页

构造了求解两点边值问题的一种新的Lagrange型二次有限体积元法,取应力佳点(Gauss点)作为对偶单元的节点,试探函数空间取Lagrange型二次有限元空间、检验函数空间取相应于对偶剖分的分片常数函数空间.证明了新方法具有最优的H1模和L2模... 构造了求解两点边值问题的一种新的Lagrange型二次有限体积元法,取应力佳点(Gauss点)作为对偶单元的节点,试探函数空间取Lagrange型二次有限元空间、检验函数空间取相应于对偶剖分的分片常数函数空间.证明了新方法具有最优的H1模和L2模误差估计,讨论了在应力佳点导数的超收敛估计,并通过数值实验验证了理论分析结果. 展开更多

关键词 两点边值问题 二次有限体积元法 应力佳点 误差估计

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有限元法弹性波反演 被引量：6

16

作者 张剑锋 孙焕纯 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 1993年第2期97-107,共11页

本文在弹性波传播的有限元解法的基础上,通过求残差最小和引入实际地质构造的约束条件,将弹性地震波反演转化二次规划问题;应用Lcmke算法求解二次规划问题,并在新的初始背景下重复上述过程,即可得到弹性波反演问题的解.本文的方法能灵... 本文在弹性波传播的有限元解法的基础上,通过求残差最小和引入实际地质构造的约束条件,将弹性地震波反演转化二次规划问题;应用Lcmke算法求解二次规划问题,并在新的初始背景下重复上述过程,即可得到弹性波反演问题的解.本文的方法能灵活应用于各种复杂地质构造,对有大量约束条件的反问题计算效率较高. 展开更多

关键词 弹性波 反演 有限元法 二次规划

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压气机叶轮-轴套-轴摩擦接触的有限元分析 被引量：3

17

作者 廖爱华 张洪武 吴昌华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1010-1014,共5页

以某柴油机涡轮增压器的压气机为例,基于多重子结构技术,建立了增压器压气机叶轮、轴套和轴的三维整体有摩擦弹性接触的计算模型,采用有限元参数二次规划法,对其进行有限元分析。针对不同的过盈量、摩擦因数、轴套壁厚和转速进行计算,... 以某柴油机涡轮增压器的压气机为例,基于多重子结构技术,建立了增压器压气机叶轮、轴套和轴的三维整体有摩擦弹性接触的计算模型,采用有限元参数二次规划法,对其进行有限元分析。针对不同的过盈量、摩擦因数、轴套壁厚和转速进行计算,获得了叶轮、轴套与轴之间接触应力的分布规律。分析表明,随着叶轮与轴套间过盈量的增大,轴套的外表面与内表面的接触应力是线性增大的,而且内表面的接触应力增加较为迅速,这对于确定合理过盈量和改进设计具有参考意义。 展开更多

关键词 涡轮增压器 压气机叶轮 有限元法 三维有摩擦接触 参数二次规划法

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基于参数变分原理的非均质材料弹塑性有限元分析的Voronoi单元法 被引量：4

18

作者 张洪武 王辉 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第8期904-912,共9页

在非均质材料的有限元数值模拟中,采用了Voronoi单元(VCFEM)以克服经典位移元的局限性.基于参数变分原理和二次规划法进行了Voronoi单元的二维弹塑性分析.推导了有限元列式并形成最终的二次规划求解模型.研究了非均质材料微观夹杂对整... 在非均质材料的有限元数值模拟中,采用了Voronoi单元(VCFEM)以克服经典位移元的局限性.基于参数变分原理和二次规划法进行了Voronoi单元的二维弹塑性分析.推导了有限元列式并形成最终的二次规划求解模型.研究了非均质材料微观夹杂对整体力学性能的影响.数值算例证明了该方法的正确和可行性. 展开更多

关键词 Voronoi单元 参数变分原理 二次规划法

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高刚度轻质量的机床床身优化设计方法研究 被引量：7

19

作者 孙晓辉 丁晓红 +1 位作者 王师镭 蔡戈坚 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第10期1461-1465,共5页

针对某型外圆磨床的床身结构,根据有限元分析的结构分析结果改进其结构缺陷,采取降低导轨过渡壁高度、设计独立液压箱、改变支承位置等措施,在提高床身刚度的同时减轻了床身质量。对于改进后的床身结构,以多工况下加权应变能之和最小为... 针对某型外圆磨床的床身结构,根据有限元分析的结构分析结果改进其结构缺陷,采取降低导轨过渡壁高度、设计独立液压箱、改变支承位置等措施,在提高床身刚度的同时减轻了床身质量。对于改进后的床身结构,以多工况下加权应变能之和最小为目标进行拓扑优化设计,得到床身内部加强筋板的最佳分布形式,再以试验设计(DOE)作为灵敏度分析的方法筛选出对床身质量和应变能影响关键的尺寸变量,构建以床身质量最小为目标的尺寸优化数学模型,以序列二次规划算法(SQP)完成最终的尺寸优化。优化结果显示,优化后新床身的刚度较原床身提高了2.49倍,质量减少22.14%,实现了高刚度、轻质量的床身优化设计。 展开更多

关键词 结构分析 拓扑 灵敏度分析 刚度

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大跨度桥梁耦合抖振分析的有限元正交组合方法 被引量：2

20

作者 丁泉顺 陈艾荣 项海帆 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期557-562,共6页

基于结构的固有模态坐标 ,提出了用于大跨度桥梁耦合抖振响应分析的有限元正交组合 (completequadraticcombination ,CQC)方法 .在合理假设基础上 ,推导出桥梁结构的节点等效气动抖振力公式 .结合有限元方法和随机振动理论 ,给出了桥梁... 基于结构的固有模态坐标 ,提出了用于大跨度桥梁耦合抖振响应分析的有限元正交组合 (completequadraticcombination ,CQC)方法 .在合理假设基础上 ,推导出桥梁结构的节点等效气动抖振力公式 .结合有限元方法和随机振动理论 ,给出了桥梁结构节点位移和单元内力功率谱密度和方差响应的计算方法 .该方法可以考虑自然风的任意风谱和空间相关性以及桥梁结构抖振响应的多模态耦合效应 ,且计算效率较高 . 展开更多

关键词 大跨度桥梁 气动耦合 抖振响应分析 有限元正交组合方法 随机振动

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